UMA ABORDAGEM MULTITHREADING PARA O ACOPLAMENTO ENTRE OS MÉTODOS DOS ELEMENTOS DE CONTORNO E FINITOS
Documento
Informações da Dissertação
Título
UMA ABORDAGEM MULTITHREADING PARA O ACOPLAMENTO ENTRE OS MÉTODOS DOS ELEMENTOS DE CONTORNO E FINITOS
Autor
Edivaldo Figueiredo Fontes Júnior
Resumo
O Método dos Elementos de Contorno (MEC) e o Método dos Elementos Finitos (MEF) são métodos numéricos reconhecidamente eficientes e largamente utilizados para resolver problemas nas mais diversas áreas de conhecimento. Neste trabalho apresenta-se uma formulação para o acoplamento entre o MEC e o MEF, desenvolvida de forma que as vantagens de cada método numérico possam ser aproveitadas da melhor forma possível. As melhores características das matrizes do MEF e a forma natural de paralelização da montagem das matrizes do MEC são exploradas. É empregado o método iterativo GMRES (Generalized Minimum Residual) para resolver o sistema de equações lineares obtido, também de forma paralela. Tais implementações paralelas são voltadas para computadores pessoais equipados com processadores multi-core, e o nível de paralelização é obtido via programação multithreading através da plataforma de desenvolvimento Java. A formulação é desenvolvida para problemas da elasticidade bidimensional, porém as técnicas aqui empregadas podem ser estendidas, com pequenas modificações, a outros tipos de aplicações numéricas onde é vantajoso o acoplamento entre o MEC e o MEF.
Abstract
The Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM) are high efficient numerical methods and widely used to solve problems in several areas of knowledge. This dissertation presents a formulation for the coupling between the BEM and the FEM developed so that the advantages of each numerical method can be retained in the best possible way. The special characteristics of the FEM matrices and the natural way of parallelizing the assembly of the BEM matrices are explored. Also in parallel, the iterative method GMRES (Generalized Minimum Residual) is used to solve the system of linear equations obtained. These parallel implementations are developed to personal computers equipped with multi-core processors. This level of parallelization is achieved by multithreading programming through a Java development platform. The formulation is developed for two-dimensional elasticity problems, but the techniques employed here can be extended, with minor modifications, to other types of applications where it is advantageous the coupling between BEM and FEM.
Ano
2010
Orientadores
José Claudio de Faria Telles | José Antonio Fontes Santiago