parallel processing
در نشریات گروه عمران-
باتوجه به اینکه مساله انتخاب مسیر مسافر و پارامترهای دخیل در آن در دهه ها مورد توجه و مطالعه برنامه ریزان و سیاست گذاران حمل ونقل بوده است؛ در این مقاله سعی شده است تا با بررسی و بهبود مدل ریاضی انتخاب مسیر مسافران در مطالعات پیشین، افزایش کارایی محاسباتی و کاهش زمان پردازش داده ها مد نظر قرارگیرد. این موضوع از طریق چندهسته ای نمودن شیوه پردازش داده ها (پردازش موازی) برپایه اصلاح مدل های ریاضی ارایه شده در مطالعات پیشین، در قالب مدل تخصیص پویای حمل ونقل همگانی با الگوریتم کوتاه ترین مسیر مبتنی بر برنامه زمانی و زیرالگوریتم حذف سفر، انجام شده است. نتایج با خروجی های یک مدل غیرپویا مبتنی بر الگوریتم کوتاه ترین مسیر کمان-مبنا مقایسه گردید تا تاثیر در نظر گرفتن محدودیت ظرفیت و پویایی الگوریتم در زمان محاسبات و میزان دقت خروجی مورد سنجش قرار گیرد. نتایج نشان داد که با وجود افزایش میزان محاسبات به میزان 7/13 درصد نسبت به مدل پایه، اما به دلیل استفاده از پردازش موازی زمان حل مساله 20 درصد کاهش پیدا کرده است.
کلید واژگان: شبکه حمل ونقل همگانی، تخصیص پویا، محدودیت ظرفیت، الگوریتم کوتاه ترین مسیر، پردازش موازیRoad journal, Volume:31 Issue: 2, 2023, PP 15 -32Considering that the issue of choosing the passenger's route and the parameters involved in it has been the focus and study of transportation planners and policymakers for decades, in this article it has been tried to increase the computational efficiency and reduce the data processing time by examining and improving the mathematical model of passenger route selection in previous studies. This issue has been addressed through multi-core data processing (parallel processing) based on the modification of mathematical models presented in previous studies in the form of a public transport dynamic assignment model with the shortest path algorithm based on the schedule and the travel elimination sub-algorithm. The results were compared with the outputs of a non-dynamic model based on the shortest link-based algorithm to measure the effect of considering the capacity constraint and dynamics of the algorithm on the calculation time and the accuracy of the output. Even though the number of calculations went up by 13.7% compared to the basic model, the time it took to solve the problem went down by 20% because of parallel processing.
Keywords: Public Transport Network, Dynamic Assignment, Capacity Constraint, Shortest Path Algorithm, ., Parallel Processing -
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:11 Issue: 3, Summer 2021, PP 357 -382
In this research, the optimization problem of the steel-concrete composite I-girder bridges is investigated. The optimization process is performed using the pattern search algorithm, and a parallel processing-based approach is introduced to improve the performance of this algorithm. In addition, using the open application programming interface (OAPI), the SM toolbox is developed. In this toolbox, the OAPI commands are implemented as MATLAB functions. The design variables represent the number and dimension of the longitudinal beam and the thickness of the concrete slab. The constraints of this problem are presented in three steps. The first step includes the constraints on the web-plate and flange-plate proportion limits and those on the operating conditions. The second step consists of considering strength constraints, while the concrete slab is not yet hardened. In the third step, strength and deflection constraints are considered when the concrete slab is hardened. The AASHTO LRFD code (2007) for steel beam design and AASHTO LRFD (2014) for concrete slab design are used. The numerical examples of a sloping bridge with a skew angle are presented. Results show that active constraints are those on the operating conditions and component strength and that in terms of CPU time, a 19.6% improvement is achieved using parallel processing.
Keywords: optimization, CSI OAPI, SM toolbox, steel-concrete composite I-girder bridges, parallel processing, pattern search algorithm -
In this article, a parallel computer program is implemented, based on Finite Element Method, to speed up the analysis of hollow circular cylinders, made from Functionally Graded Materials (FGMs). FGMs are inhomogeneous materials, which their composition gradually varies over volume. In parallel processing, an algorithm is first divided to independent tasks, which may use individual or shared data. Such tasks could be simultaneously executed. In this paper, a parallel Finite Element software is developed to perform the analysis on a multiprocessor system. The software parallelizes every time-consuming task of the algorithm, if possible. As an application, the analysis of a thick hollow cylinder, made from FGM, is performed to evaluate the capability of the software. The results show not only the software is authoritative of analyzing large-scale problems, but also it is 2.4 times faster than the serial version. Although such speedup is achieved using eight processors, the number of processors could be increased utilizing computer networks. According to the results, it could be concluded that the speedup increases when the number of processors increases. However, because of some technical limits and overheads such as data traffic among the processors, the speedup approaches its maximum for a certain number of processors.
Keywords: Finite Element Method, Parallel Processing, Functionally Graded Material, Speed up -
بالاروی موج یکی از عوامل مهم در طراحی سازه های ساحلی است و تخمین مناسب آن در تعیین تراز طراحی سازه های دریایی تاثیر دارد. بالاروی و شکست موج، باعث تغییرات و بهم ریختگی زیاد سطح آب می شود که با توجه به قابلیت روش هیدرودینامیک ذرات هموار در شبیه سازی این پدیده، از این روش در پژوهش حاضر استفاده شده است. یکی از عوامل تاثیرگذار بر بالاروی، تنش بستر است که اعمال آن می تواند باعث بهبود نتایج گردد. در این راستا، در این پژوهش با معرفی دو رویکرد جدید، مدل عددی SPH بگونه ای توسعه یافت که نیروی اصطکاک با دو رویکرد متفاوت به ذرات مجاور مرز اعمال گردد. نتایج این مدل با روابط تحلیلی-تجربی معتبر مقایسه و مشاهده گردید که با تصحیح مدل، دقت افزایش یافته و میزان بالاروی با مقدار خطای کم تری ارزیابی می گردد. بر اساس نتایج به دست آمده، اعمال نیروی اصطکاک تاثیر بسزایی بر پاسخ ها دارد و میزان بهبود نتایج وابسته به هندسه و شرایط موج است. اگر بالاروی همراه با لغزش موج روی سطح بستر باشد، تاثیر اعمال نیروی اصطکاک بر بهبود نتایج افزایش می یابد به نحوی که در بعضی از مدل ها خطای 90 درصدی را به 6 درصد کاهش می دهد. با توجه به هزینه محاسباتی بالای روش SPH نسبت به سایر روش های مرسوم عددی، از قابلیت پردازش موازی و استفاده از ظرفیت کارت گرافیک به منظور کاهش زمان محاسبات استفاده شد. همچنین، برای ارزیابی عملکرد این مدل، هزینه محاسباتی گام های مختلف روش توسعه یافته در هر دو شرایط استفاده و عدم استفاده از پردازش موازی با یکدیگر مقایسه گردید.
کلید واژگان: شرایط مرزی، اصطکاک بستر، بالاروی موج، پردازش موازیWave run up and overtopping are two important processes in design of coastal structures and in definition of their crest elevation. Wave run up in contribution with wave breaking generates local turbulences as well as large deformations around free surface profile. Smoothed Particle Hydrodynamic (SPH) method as a powerful Lagrangian method in modeling free surface flows is modified and applied in this study to estimate wave run up properly. Two modifications i.e. stepped and smoothed approaches are introduced to implement bed shear stress in SPH models. The results are compared with reliable predictions based on experimental and analytical studies. It is concluded that neglecting bed shear stress as a common practice in SPH methods can generate significant errors in estimating wave run up, while these errors are diminished efficiently by means of the introduced methods. The rate of this improvement, however, depends on slope geometry as well as wave condition and it is more sensible in simulating sliding waves over the bed slope during run up phenomenon. In this case, 90% error of the unmodified methods has been decreased to 6% using the modified SPH method. In addition, parallel processing using graphical processing units (GPU) are utilized to increase the efficiency of the modified model. The efficiency of GPU in comparison with CPU is evaluated and computational costs of different numerical steps are analyzed. It is observed that calculation of forces is the main time consuming step and using GPU can speed up the modified model significantly.
Keywords: Boundary condition, Bed Roughness, Wave Runup, Parallel processing
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.