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Zielsetzung

Für die Durchführung von Finite-Elemente-Berechnungen auf Parallelrechnern ist ein partitioniertes Netz notwendig. Die Teilnetze dürfen sich nicht überlappen und müssen an den Kanten kompatibel sein. Kompatibel bedeutet hier, dass zwei Teilgebiete, die sich an einer Koppelkante treffen, auf der Kante gleich viele Knoten und Elemente besitzen. Die Elemente müssen hierbei auch mit den gleichen Ansatzfunktionen beschrieben werden.

Bei der Diskretisierung großer Problemstellungen stellen der zur Verfügung stehende sowie der adressierbare Hauptspeicher eine Grenzen dar. Diskretisierungen mit einer größeren Anzahl von Elementen sind hier nicht möglich. Bei der sequentiellen Generierung von Netzen, die anschließend partitioniert werden, besteht dieses Problem ebenfalls. Trotz der parallelen FE-Simulation und des größeren Speichers ist die Beherrschung größerer Probleme mit dieser Vorgehensweise nicht möglich.

In der hier vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz zur parallelen Generierung von FE-Netzen vorgestellt, mit dem automatisch partitionierte Netze erzeugt werden. Alternativ zur herkömmlichen Vorgehensweise wird bei diesem Ansatz nicht ein komplettes Netz erzeugt und später aufgeteilt, sondern es wird eine Partitionierung der Beschreibung des Problems vorgenommen und anschließend eine kompatible Vernetzung der Teilprobleme durchgeführt. Hierdurch erreicht man, dass die Diskretisierung nie auf einem einzelnen Prozessor komplett vorliegen muss und so auch wesentlich größere Problemstellungen beherrschbar werden.

Die parallelen Netzgenerierung wird sowohl für zweidimensionale ebene Tragwerke als auch für räumliche und zeitabhängige Baugrund-Tragwerk-Strukturen untersucht.

Für die Diskretisierung von Baugrund-Tragwerk-Strukturen existieren zur Zeit keine umfassenden Software-Lösungen. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher nach Möglichkeiten zur Vernetzung der Baugrundstruktur sowie der darin enthaltenen Gründungs- und Verbauelementen gesucht. Hierbei werden sowohl spezielle Anforderungen aus der Finite-Elemente-Modellierung des Systems als auch Anforderungen aus der Parallelisierung des Netzgenerators berücksichtigt.


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