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我与有限元 第六章&结尾

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本文是我2009年在simwe论坛上发表的原创科普系列文章《我与有限元》,现整理在微 信公 众号发布。


第6-- 有限元的未来


基本上有限元数值方法的最核心内容已经差不多说完了,对应不同的具体问题人们提出了很多很好的方法, 但这些方法都是基于我之前所述的理论基础之上的。接下来谈谈我对有限元将来发展趋势的看法,或许能和打算或正在从事有限元的朋友有些共鸣。


6.1 并行计算
随着多核
cpu进入个人电脑市场, 并行软件已经是大势所趋, 那么并行fem软件作为大型科学计算软件, 并行趋势极为明朗, 各大fem公司分分研制推出并行 版, 但是并行版的计算准确性与效率还需要经受考验,由于并行机制的设定,每个cpu返回的计算结果不同步,会导致latency,矩阵的blocks分解 如何建立行至有效的ghost node/halos, 减少communication time, 对于各种并行构架的适应性,都是大型有限元并行化要解决的问题,不过当 Nvidia 公司推出基于Fermi构架的GPU以后,科学计算界为之兴奋,但其是否能催生出有效的并行通用有限元程序还是一个挑战。而且目前个人电脑上并行计算的 speedups并不能提高很多,有2-3倍就已经很不错了。所以并行有限元仍需经历考验,但一定是大势所趋。


6.2 多尺度模型计算
高性能显微设备的诞生,人们对于微观尺度的物质越发感兴趣, 有限元能否描述微观世界呢?纳米级材料, 微流场, 原子的
diffusiondislocation等等, 量子力学由于考虑的电子的作用, 使得计算量过于庞大, 分子动力学方法虽然已获得了一定成功, 但是终归不如有限元来的有效和方便。 描述不同尺度下的材料, 俨然以成为众多学者们研究的主要方向, 在大Z的第6版有限元书中增加了此方面内容,也有不少学者结合相位场,分子动力学和Monte Carlo的方法,来建立多尺度仿真系统,都有一些进展。



结尾 -- 我能为有限元做什么
simwe泡久了, 很多朋友发贴子就问, 有限元能仿真xx吗?确实, 我们都很好奇有限元能做什么,有牛人说给我个棒子我能撬动地球,也有大师说给我一台电脑可以仿真整个世界。但曾几何时我们能为有限元做些什么呢, 有的大牛们创造了理论, 编写了代码, 也有simwe的前辈们建立了论坛, 编纂了光盘, 作为我自己既不是大师也不是天才少年, 只是在有限元里摸爬滚打了几年的老兵,泡泡simwe坛子,回 回帖子,如果本文的某字某句能对您有所帮助,我也就因此感到无比的欣慰了,我想这就是我能为中国有限元事业做得绵薄之事,从而促成了此文。最后, 祝愿所有学习有限元的朋友们,都快乐的生活着。【WELSIM原创出品】

来源:WELSIM
通用电子WELSIM理论材料分子动力学多尺度科普
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-24
最近编辑:1年前
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一枚搞仿真的老员工
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