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Erschienen in:

27.03.2024 | Original Article

A parallel acceleration GPU algorithm for large deformation of thin shell structures based on peridynamics

verfasst von: Zheng Guojun, Li Runjin, Shen Guozhe, Zhang Xiangkui

Erschienen in: Engineering with Computers | Ausgabe 5/2024

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Abstract

Loaded shell structures may deform, rotate, and crack, leading to fracture. The traditional finite element method describes material internal forces through differential equations, posing challenges in handling discontinuities and complicating fracture problem resolution. Peridynamics (PD), employing integral equations, presents advantages for fracture analysis. However, as a non-local theory, PD requires discretizing materials into nodes and establishing interactions through bonds, leading to reduce computational efficiency. This study introduces a GPU-based parallel PD algorithm for large deformation problems in shell structures within the compute unified device architecture (CUDA) framework. The algorithm incorporates element mapping and bond mapping for high parallelism. The algorithm optimizes data structures and GPU memory usage for efficient parallel computing. The parallel computing capabilities of GPU expedite crack analysis simulations, greatly reducing the time required to address large deformation problems. Experimental tests confirm the algorithm’s accuracy, efficiency, and value for engineering applications, demonstrating its potential to advance fracture analysis in shell structures.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Gao YK, Yang X, Jin ZF (2005) Study on method for optimizing car body stiffness. J Tongji Univ (Natural Science) 33(8):1095–1097 Gao YK, Yang X, Jin ZF (2005) Study on method for optimizing car body stiffness. J Tongji Univ (Natural Science) 33(8):1095–1097
14.
Zurück zum Zitat Wang YJ, Wang QF, Wang G (2012) CUDA based parallel computation of BEM for 3D elastostatics problems. J Comput Aided Design Comput Graph 24(1):112–119 Wang YJ, Wang QF, Wang G (2012) CUDA based parallel computation of BEM for 3D elastostatics problems. J Comput Aided Design Comput Graph 24(1):112–119
24.
Zurück zum Zitat Zienkiewicz OC, Taylor RL, Zhu JZ (2005) The finite element method: its basis and fundamentals. Elsevier, Amsterdam Zienkiewicz OC, Taylor RL, Zhu JZ (2005) The finite element method: its basis and fundamentals. Elsevier, Amsterdam
26.
Zurück zum Zitat Naumov M, Chien L, Vandermersch P, Kapasi U (2010) Cusparse library. In: GPU technology conference Naumov M, Chien L, Vandermersch P, Kapasi U (2010) Cusparse library. In: GPU technology conference
Metadaten
Titel
A parallel acceleration GPU algorithm for large deformation of thin shell structures based on peridynamics
verfasst von
Zheng Guojun
Li Runjin
Shen Guozhe
Zhang Xiangkui
Publikationsdatum
27.03.2024
Verlag
Springer London
Erschienen in
Engineering with Computers / Ausgabe 5/2024
Print ISSN: 0177-0667
Elektronische ISSN: 1435-5663
DOI
https://doi.org/10.1007/s00366-024-01951-x