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Erschienen in: Computational Mechanics 6/2018

05.03.2018 | Original Paper

An efficient spectral crystal plasticity solver for GPU architectures

verfasst von: Michael Malahe

Erschienen in: Computational Mechanics | Ausgabe 6/2018

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Abstract

We present a spectral crystal plasticity (CP) solver for graphics processing unit (GPU) architectures that achieves a tenfold increase in efficiency over prior GPU solvers. The approach makes use of a database containing a spectral decomposition of CP simulations performed using a conventional iterative solver over a parameter space of crystal orientations and applied velocity gradients. The key improvements in efficiency come from reducing global memory transactions, exposing more instruction-level parallelism, reducing integer instructions and performing fast range reductions on trigonometric arguments. The scheme also makes more efficient use of memory than prior work, allowing for larger problems to be solved on a single GPU. We illustrate these improvements with a simulation of 390 million crystal grains on a consumer-grade GPU, which executes at a rate of 2.72 s per strain step.

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Literatur
2.
Zurück zum Zitat Arvo J (1992) Fast random rotation matrices. Graph Gems III 5(1):117–120 Arvo J (1992) Fast random rotation matrices. Graph Gems III 5(1):117–120
3.
Zurück zum Zitat Asaro RRJ, Needleman A (1985) Overview no. 42 Texture development and strain hardening in rate dependent polycrystals. Acta Metall 33(6):923–953CrossRef Asaro RRJ, Needleman A (1985) Overview no. 42 Texture development and strain hardening in rate dependent polycrystals. Acta Metall 33(6):923–953CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Kalidindi SR, Bronkhorst CA, Anand L (1992) Crystallographic texture evolution in bulk deformation processing of FCC metals. J Mech Phys Solids 40(3):537–569CrossRef Kalidindi SR, Bronkhorst CA, Anand L (1992) Crystallographic texture evolution in bulk deformation processing of FCC metals. J Mech Phys Solids 40(3):537–569CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Kroner E (1961) On the plastic deformation of polycrystals. Acta Metall 9(2):155–161CrossRef Kroner E (1961) On the plastic deformation of polycrystals. Acta Metall 9(2):155–161CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Molinari A, Canova GR, Ahzi S (1987) A self consistent approach of the large deformation. Acta Metall 35(12):2983–2994CrossRef Molinari A, Canova GR, Ahzi S (1987) A self consistent approach of the large deformation. Acta Metall 35(12):2983–2994CrossRef
19.
Zurück zum Zitat NVIDIA: CUDA C programming guide, v8.0. NVIDIA (2017) NVIDIA: CUDA C programming guide, v8.0. NVIDIA (2017)
20.
Zurück zum Zitat Peirce D, Asaro RJ, Needleman A (1983) Material rate dependence and localised deformation in crystalline solids. Acta Metall 31(12):1951–1976CrossRef Peirce D, Asaro RJ, Needleman A (1983) Material rate dependence and localised deformation in crystalline solids. Acta Metall 31(12):1951–1976CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Rice JR (1971) Inelastic constitutive relations for solids: an internal variables theory and its application to metal plasticity. J Mech Phys Solids 19(6):433–455CrossRef Rice JR (1971) Inelastic constitutive relations for solids: an internal variables theory and its application to metal plasticity. J Mech Phys Solids 19(6):433–455CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Taylor GI (1938) Plastic strain in metals. J Inst Met 62:307–324 Taylor GI (1938) Plastic strain in metals. J Inst Met 62:307–324
25.
Zurück zum Zitat Tome C, Canova GR, Kocks UF, Christodoulou N, Jonas JJ (1984) The relation between macroscopic and microscopic strain hardening in FCC polycrystals. Acta Metall 32(10):1637–1653CrossRef Tome C, Canova GR, Kocks UF, Christodoulou N, Jonas JJ (1984) The relation between macroscopic and microscopic strain hardening in FCC polycrystals. Acta Metall 32(10):1637–1653CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Van Houtte P (1994) Application of plastic potentials to strain rate sensitive and insensitive anisotropic materials. Int J Plast 10(7):719–748CrossRef Van Houtte P (1994) Application of plastic potentials to strain rate sensitive and insensitive anisotropic materials. Int J Plast 10(7):719–748CrossRef
Metadaten
Titel
An efficient spectral crystal plasticity solver for GPU architectures
verfasst von
Michael Malahe
Publikationsdatum
05.03.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Computational Mechanics / Ausgabe 6/2018
Print ISSN: 0178-7675
Elektronische ISSN: 1432-0924
DOI
https://doi.org/10.1007/s00466-018-1565-x

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