OpenMP与Pardiso并行计算在柔性多体系统动力学仿真中的应用

"基于OpenMP和Pardiso的柔性多体系统动力学并行计算 (2012年)，曹大志，强洪夫，任革学，清华大学工程力学系，第二炮兵工程大学601室" 这篇论文是2012年发表于《清华大学学报（自然科学版）》的一篇自然科学论文，主要研究了如何提高大型复杂柔性多体系统的动力学仿真的速度。论文作者通过对微分代数方程（DAEs）的计算量分析，提出了并行计算策略，以优化这类系统的仿真效率。 在多体系统动力学中，微分代数方程是描述系统动态行为的关键，其数值求解通常需要大量的计算资源。论文提出结合OpenMP和Pardiso两个工具来实现并行计算。OpenMP是一种应用广泛的并行编程模型，尤其适用于共享内存的多处理器系统，它可以方便地将任务分配到多个处理器上，从而加速计算过程。在本研究中，OpenMP被用于并行计算刚度矩阵和右端项，这两个部分在DAEs的求解过程中占据了大量计算时间。 Pardiso是一款高效的并行稀疏线性方程组求解器，尤其适合处理大型系统中的线性求解问题。在多体系统动力学中，线性方程组的求解是核心步骤，Pardiso的并行特性能够显著减少解决这些方程所需的时间。通过将OpenMP与Pardiso相结合，论文实现了对多体系统动力学方程的高效并行求解。 为了验证提出的并行策略，作者将这些方法应用于他们自主开发的软件THUSolver，并进行了两个工程算例的仿真。仿真结果表明，采用这两种并行策略能够显著提高计算速度，具有较高的计算效率，为大规模、复杂多体系统的快速动力学仿真提供了可能。 这篇论文揭示了在柔性多体系统动力学领域，如何通过并行计算技术来提升仿真效率。OpenMP和Pardiso的组合使用为解决此类问题提供了新的思路，对于优化计算资源利用，缩短仿真时间，以及推动相关领域的研究进展具有重要意义。同时，这种方法对于处理其他类似的大型数值计算问题也具有参考价值。