Razdelitev domene¶

Ko se velika mreža analizira vzporedno z več procesi, je treba mrežo ene domene najprej razdeliti na poddomene ter vnaprej ustvariti informacije, potrebne za dodelitev posameznim procesom in komunikacijo med domenami. Ta korak predobdelave se imenuje razdelitev domene.

Pri vzporednem računanju FrontISTR hecmw_part1 razdeli mrežo ene domene na poddomene in ustvari porazdeljene podatke mreže. Ustvarjene porazdeljene podatke mreže prebere vzporedni fistr1, vzporedni reševalnik pa jih uporablja skupaj z informacijami, potrebnimi za komunikacijo med domenami.

Ta stran opisuje vrsto razdelitve, metodo razdelitve, globino prekrivanja in obravnavo kontaktnih točk pri razdelitvi domene. Za postopek izvajanja hecmw_part1, konkretno sintakso krmilne datoteke in sporočila o napakah glejte sorodne teme.

Pregled¶

Razdelitev domene je postopek delitve mreže ene domene na več poddomen. FrontISTR ustvari porazdeljene podatke mreže s kombinacijo vrste razdelitve, metode razdelitve, števila domen in globine prekrivanja.

Ker so komunikacijske preglednice vključene v porazdeljene podatke mreže, jih uporabnikom običajno ni treba neposredno urejati. Vzporedni fistr1 prebere porazdeljene podatke mreže in rešuje linearne enačbe z vzporedno neposredno metodo, kot je MUMPS, ali z iterativno metodo.

Izbira konfiguracije razdelitve domene¶

Pri običajnih strukturnih analizah in analizah prevoda toplote je praviloma treba najprej razmisliti o razdelitvi po vozliščih. Ta olajša komunikacijo vozliščnih vrednosti, potrebnih pri vzporedni analizi z metodo končnih elementov, in omogoča tudi določitev globine prekrivanja. Razdelitev po elementih je možnost za uporabe, kot je sklopljena analiza, kjer se porazdeljene informacije obravnavajo predvsem po elementih.

Metodo razdelitve izberite glede na geometrijo in število domen. Za preproste geometrije, pri katerih je lahko število domen \(2^n\), je RCB preprosta in stabilna izbira. Pri kompleksnih geometrijah ali kadar je potrebno poljubno število domen, je primerna možnost METIS, ki temelji na razdelitvi grafa.

Število domen je običajno usklajeno s številom procesov MPI. Za postopek vzporednega izvajanja in določanje števila procesov glejte Vzporedna analiza. Za razmerje med predpogojevalnikom SAINV in globino prekrivanja glejte tudi Reševalnik in predpogojevalniki.

Vrste razdelitve¶

Vrsta razdelitve določa, kateri entiteti mreže poddomena dodeli enolično lastništvo. Razdelitev po vozliščih dodeljuje lastništvo vozliščem, razdelitev po elementih pa elementom. V obeh primerih se informacije, potrebne za računanje s sosednjimi poddomenami, ohranijo kot podatki prekrivanja.

Razdelitev po vozliščih¶

Pri razdelitvi po vozliščih je vsako vozlišče dodeljeno natanko eni lastniški poddomeni. Elementi se s prekrivanjem ohranijo v sosednjih poddomenah. V vhodu se to določi z !PARTITION, TYPE=NODE-BASED.

Vsaka poddomena ohrani svoja notranja vozlišča, elemente, ki vsebujejo ta notranja vozlišča, in vozlišča, ki sestavljajo te elemente.

Komunikacijske preglednice pri razdelitvi po vozliščih vsebujejo naslednje informacije.

• Uvozna vozlišča: vozlišča, ki se uporabljajo v poddomeni, vendar so v lasti druge poddomene.
• Izvozna vozlišča: notranja vozlišča, ki so uvozna vozlišča druge poddomene.
• Skupni elementi: elementi, ki so skupni z drugimi poddomenami.

Razdelitev po elementih¶

Pri razdelitvi po elementih je vsak element dodeljen natanko eni lastniški poddomeni. Vozlišča se s prekrivanjem ohranijo v sosednjih poddomenah. V vhodu se to določi z !PARTITION, TYPE=ELEMENT-BASED.

Vsaka poddomena ohrani svoje notranje elemente, vozlišča, ki sestavljajo te notranje elemente, in elemente, ki vsebujejo ta vozlišča.

Komunikacijske preglednice pri razdelitvi po elementih vsebujejo naslednje informacije.

• Uvozni elementi: elementi, ki se uporabljajo v poddomeni, vendar so v lasti druge poddomene.
• Izvozni elementi: notranji elementi, ki so uvozni elementi druge poddomene.
• Skupna vozlišča: vozlišča, ki so skupna z drugimi poddomenami.

Pri obeh vrstah razdelitve hecmw_part1 samodejno ustvari komunikacijske preglednice in jih zapiše v porazdeljene podatke mreže. Uporabnikom zato običajno ni treba neposredno ustvarjati informacij o uvozu/izvozu.

Metode razdelitve¶

Metoda razdelitve določa način ustvarjanja meja poddomen. FrontISTR podpira koordinatno metodo RCB in METIS, ki temelji na razdelitvi grafa.

RCB pomeni Recursive Coordinate Bisection in mrežo ponavljajoče razpolavlja vzdolž koordinatnih osi. Primeren je, kadar je število domen lahko \(2^n\), in je preprost za uporabo pri preprostih geometrijah, podobnih kvadru.

METIS obravnava povezanost mreže kot graf in ustvarja poddomene z razdelitvijo grafa. Primeren je za kompleksne geometrije ali kadar število domen ne sme biti omejeno na \(2^n\). Za uporabo METIS mora biti knjižnica METIS omogočena ob gradnji. Za obravnavo odvisnosti glejte Obvezne in neobvezne odvisnosti.

Globina prekrivanja¶

Globina prekrivanja je število plasti v območju, ki ga sosednje poddomene redundantno ohranijo. Pri razdelitvi po vozliščih !PARTITION omogoča, da se s parametrom DEPTH določi celo število 1 ali več. Privzeta globina prekrivanja je 1.

Za običajno vzporedno analizo zadošča DEPTH=1. Kadar pa se pri kontaktnem problemu ali problemu z omejitvami MPC uporablja predpogojevalnik iz družine SAI, kot je SAINV, lahko povečanje globine prekrivanja na 2 ali več izboljša kakovost predpogojevalnika.

Globina prekrivanja 2 ali več je potrebna tudi, kadar se pri tetraedrskem elementu prvega reda 341 v vzporednem računanju MPI uporablja selektivna formulacija glajenja po robovih/vozliščih (FORM341=SELECTIVE_ESNS). Glajenje po robovih in vozliščih povpreči količine po elementih, sosednjih ciljnemu elementu, zato sestavljanje togosti znotraj poddomene zahteva informacije o elementih, oddaljenih dve plasti sosednosti; pri privzetem DEPTH=1 je glajenje ob mejah domen nezadostno. Za podrobnosti formulacije elementa glejte Knjižnico elementov.

Povečanje globine prekrivanja poveča število vozlišč in elementov, ki jih ohranijo sosednje poddomene, s tem pa poveča porabo pomnilnika in obseg komunikacije. Nastavite jo ob tehtanju izboljšane konvergence glede na večji računski strošek. Za izbiro predpogojevalnika glejte Reševalnik in predpogojevalniki.

Obravnava kontaktnih točk¶

Pri razdelitvi mreže, ki vsebuje kontaktne pare, !PARTITION omogoča s parametrom CONTACT določiti pravilo razporeditve kontaktnih točk po domenah. Razporeditev kontaktnih točk vpliva na stabilnost in obseg komunikacije vzporednih analiz, ki vključujejo iskanje stika in kontaktne omejitve.

Pri mrežah brez stika parametru CONTACT praviloma ni treba posvečati pozornosti. Če se pri vzporedni analizi s stikom pojavijo težave s konvergenco ali uravnoteženjem obremenitve, preverite pravilo razporeditve kontaktnih točk. Za podrobnosti vhodne sintakse glejte !PARTITION.

Neodvisno od tega je mogoče s parametrom CONTACT_OWNER izbrati shemo lastništva pri vzporednem stiku. Medtem ko CONTACT določa »kako razdeliti«, CONTACT_OWNER določa »katera stran je odgovorna po razdelitvi«.

Pri končnem drsenju (INTERACTION=FSLID na !CONTACT) lahko shema MASTER, ko podrejeno vozlišče prečka mejo razdelitve domene na glavni ploskvi, prekine iskanje sosednosti na meji, kar povzroči izgubo kontaktnega stanja in zgodovine trenja ter odvisnost rešitve od števila domen. Shema SLAVE se tej težavi izogne. Določiti jo je mogoče samo pri TYPE=NODE-BASED; poraba pomnilnika se poveča v domenah, ki so lastniki podrejenih vozlišč.

Izpis slike razdelitve domene¶

Če pri !PARTITION določite parameter UCD, se izpiše datoteka UCD za preverjanje rezultata razdelitve. Datoteko UCD je mogoče uporabiti z orodji za vizualizacijo, kot je MicroAVS, za pregled številk domen in meja razdelitve.

Po spremembi števila domen, metode razdelitve ali globine prekrivanja je pomembno preveriti neuravnoteženost med razdeljenimi domenami ali nenaravno razdrobljenost. Izpis UCD je pomožna funkcija za preverjanje veljavnosti razdelitve pred izvajanjem vzporedne analize.

Sorodne teme¶

• Vzporedna analiza — Postopek izvajanja hecmw_part1, vhodne datoteke in preverjanje izpisa porazdeljenih podatkov mreže.
• Reševalnik in predpogojevalniki — Vzporedni reševalniki, predpogojevalniki in razmerje med SAINV ter globino prekrivanja.
• Seznam sporočil o napakah — Značilna sporočila o napakah iz hecmw_part1 in fistr1.
• Vzporedna metoda končnih elementov — Teoretično ozadje razcepa domene in vzporedne metode končnih elementov.
• !PARTITION — Vhodna sintaksa krmilnih podatkov pripomočka za razdelitev domene.