一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法，涉及有限元数值计算领域。本发明专利技术所述方法基于分布式计算架构将有限元计算系统拆分为网关、网格区域分解、子网格加密、网格合并、有限元矩阵求解等多个服务节点。所有服务节点都被注册至服务注册与发现中心统一管理。计算涉及的数据统一保存在远程的缓存集群并持久化至磁盘。子网格加密节点采用主从模式。本发明专利技术所述的方法能够有效避免传统单节点有限元计算的计算速度慢、对单计算机内存要求大的缺点。本发明专利技术中主从模式的引入能有效提高系统容错性。本发明专利技术为大型复杂三维几何体的有限元计算提供了快速、稳定的系统级解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有限元数值计算领域，具体涉及一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法。

技术介绍

1、目前，有限元计算系统设计多采用内存共享式设计即所有有限元计算步骤包括网格生成、有限元矩阵求解等都是在单计算机上运行的。这样的设计方式存在着如单点故障、性能瓶颈、可伸缩性差等缺点。首先，对三维几何体进行有限元仿真计算，由于网格顶点数量多需要占用庞大的内存，单计算机往往难以达到要求，即使达到要求也会对计算机造成巨大的负载压力。其次，有限元计算通常耗时过长，单计算机运行下，如果过程中计算机出现故障，已完成的计算结果都将丢失。此外，单计算机系统进行硬件升级存在性能上限。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是克服上述现有设计的缺陷，提供一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法。该方法利用分布式架构设计技术和rpc通信协议重构有限元计算过程，将有限元计算过程拆分成网关、网格区域分解、子网格加密、网格合并、有限元矩阵求解等多个节点从而使计算流程并行化。节点由服务注册与发现中心统一管理并且由docker打包成容器镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法，其特征在于，包括如下：将一个完整有限元计算的计算流程按功能拆分成网关、网格区域分解、子网格加密、网格合并、有限元矩阵求解功能模块，各功能模块被分开部署至不同的计算节点上，模块之间通过RPC(Remote Procedure Call)协议进行远程网络通信，各节点由Docker打包成容器镜像进行部署和管理。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法，其特征在于，各节点由一个服务注册与发现中心统一管理，服务注册与发现中心会定时向各节点发送心跳请求检测各节点的健康状况并及时将故障节点剔除。

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【技术特征摘要】

1.一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法，其特征在于，包括如下：将一个完整有限元计算的计算流程按功能拆分成网关、网格区域分解、子网格加密、网格合并、有限元矩阵求解功能模块，各功能模块被分开部署至不同的计算节点上，模块之间通过rpc(remote procedure call)协议进行远程网络通信，各节点由docker打包成容器镜像进行部署和管理。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法，其特征在于，各节点由一个服务注册与发现中心统一管理，服务注册与发现中心会定时向各节点发送心跳请求检测各节点的健康状况并及时将故障节点剔除。

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法，其特征在于，计算过程中涉及到的数据均保存在远程的缓存集群中，缓存集群中的数据会定期同步至磁盘上。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式计算的三维有限元仿真系统设计方法，其特征在于，子网格加密节点采用主从模式，主节点(master)工作，从节点(slave)候补，主节点工作期间实时保存进度，当主节点出现故障时，服务注册与发现中心将从节点选举为主节点继续工作。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹文言，吴伟强，张硕，谢浩，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：

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