• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.117-124
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• 2019

대규모 유한요소 모델을 빠르게 해석하기는 위해서 병렬 희소 솔버를 필수적으로 적용해야 한다. 이 논문에서는 미세하게 변화하는 시스템 행렬을 대상으로 연속적으로 해를 구해야 하는 문제에서 효율적으로 적용가능한 반복-직접 희소 솔버 조합 기법을 소개한다. 반복-직접 희소 솔버 조합 기법은 병렬 희소 솔버 패키지인 PARDISO에 제안 및 구현된 기법으로 새롭게 행렬값이 갱신된 선형 시스템의 해를 구할 때 이전 선형 시스템에 적용된 직접 희소 솔버의 행렬 분해(factorization) 결과를 Krylov 반복 희소 솔버의 preconditioner로 활용하는 방법을 의미한다. PARDISO에서는 미리 설정된 반복 회수까지 해가 수렴하지 않으면 직접 희소 솔버로 해를 구하며, 이후 이어지는 갱신된 선형 시스템의 해를 구할 때는 최종적으로 사용된 직법 희소 솔버의 행렬 분해 결과를 preconditioner로 사용한다. 이 연구에서는 첫 번째 Krylov 반복 단계에서 소요되는 시간을 동적으로 계산하여 최대 반복 회수를 설정하는 기법을 제안하였으며, 주파수 영역 해석에 적용하여 그 효과를 검증하였다.

• 충청수학회지
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• 제10권1호
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• pp.147-159
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• 1997

It is important to solve the large sparse linear system appeared in many application field such as $AA^Ty={\beta}$ efficiently. In solving this linear system, the sparse solver using the splitting method for the relatively dense column is experimentally better than the direct solver using the Cholesky method.

• 전산구조공학
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• 제19권4호
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• pp.37-43
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• 2006

• 전산구조공학
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• 제4권2호
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• pp.103-110
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• 1991

컴퓨터의 제한된 코어메모리로 대형문제를 해결하기 위하여 디스크를 마치 메모리처럼 사용할 수 있는 가상 메모리 데이타베이스 기법을 개발하였다. 이 기법과 아울러 최대 가용코어메모리를 작동시키는 방식을 사용하여 유한요소 해석시 흔히 발생하는 스카이라인 형태로 저장된 대칭통산행예(Sparse Symmetric Matrix)에 대한 매우 효과적인 코어 내 및 코어 외 직립방정식의 해법을 개발하였다. 제안된 방법은 다른 코어 외 해법에 비해 알고리즘 및 코딩이 매우 간단하여 계산효율을 상당히 향상시켰다. 해석예에서는 제안된 방법을 사용하여 대규모 구조해석 문제를 메모리 용량이 작은 소형컴퓨터에서 대단히 효율적으로 해결하였음을 보여주었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권4호
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• pp.234-244
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• 2004

주파수 영역 유한요소 파동방정식의 3차원 모델링은 거대한 크기의 산재행렬(sparse matrix)인 임피던스 행렬을 풀어야 한다. 이러한 이유 때문에 파동방정식의 3차원 모델링은 주로 시간 영역에서 이루어지고 있다. 이 연구는 주파수 영역 파동방정식의 유한요소 3차원 모델링 연구의 일환으로 라플라스 영역에서 1개 주파수에 대한 파동방정식 해를 이용하여 주시와 진폭을 계산할 수 있는 SWEET(Suppressed Wave Equation Estimation of Traveltime) 알고리즘과 병렬 유한요소 솔버를 결합하여 주파수 영역 3차원 모델링을 시도 하였다. 이렇게 계산된 주시와 진폭은 파선이론에 기반하여 계산된 주시와 진폭과 달리 급경사 구조 또는 수평 속도의 비가 큰 곳에서도 정확하게 계산되며, Kirchhoff 구조보정에 유용하게 사용될 수 있다. 연구의 결과를 검증하기 위하여 SEG/EAGE 3D 암염 모델의 주시와 진폭 계산에 적용하여 이를 검증하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제8A권3호
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• pp.227-234
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• 2001

In this paper we propose a block-type parallel preconditioner for solving large sparse nonsymmetric linear systems, which we expect to be scalable. It is Multi-Color Block SOR preconditioner, combined with direct sparse matrix solver. For the Laplacian matrix the SOR method is known to have a nondeteriorating rate of convergence when used with Multi-Color ordering. Since most of the time is spent on the diagonal inversion, which is done on each processor, we expect it to be a good scalable preconditioner. We compared it with four other preconditioners, which are ILU(0)-wavefront ordering, ILU(0)-Multi-Color ordering, SPAI(SParse Approximate Inverse), and SSOR preconditiner. Experiments were conducted for the Finite Difference discretizations of two problems with various meshsizes varying up to $1025{\times}1024$. CRAY-T3E with 128 nodes was used. MPI library was used for interprocess communications, The results show that Multi-Color Block SOR is scalabl and gives the best performances.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.1-9
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• 2021

OpenGL compute shader는 다른 shader 단계와 다르게 동작하며, 병렬로 모든 데이터를 계산하는데 사용할 수 있다. 본 논문은 OpenGL compute shader에서 반복 켤레 기울기 방법을 통해 희소선형 시스템을 계산하기 위한 GPU 기반의 병렬 알고리즘 제안하였다. 제안된 희소 선형 해결 방법은 대칭인 양의 정부호 행렬과 같은 대형 선형 시스템을 해결하기 위해 사용된다. 본 논문은 이 알고리즘을 사용하여 매트릭스 형식이 다른 8가지 예제들에 대해서 CPU와 GPU를 기반으로한 성능 비교 결과를 제공한다. 본 논문은 4가지 잘 알려져 있는 매트릭스 형식(Dense, COO, ELL and CSR)을 매트릭스 저장소를 사용하였다. 8개의 희소 매트릭스를 사용한 성능 비교 실험에서 GPU 기반 선형 해결 시스템이 CPU 기반 선형 해결 시스템보다 훨씬 빠르며, GPU 기반에서 0.64ms, CPU 기반에서 15.37ms의 평균 컴퓨팅 시간을 제공한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1998년도 추계 학술대회논문집
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• pp.153-159
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• 1998

The Newton-Krylov method on the unstructured grid flow solver using the cell-centered spatial discretization oi compressible Euler equations is presented. This flow solver uses the reconstructed primitive variables to get the higher order solutions. To get the quadratic convergence of Newton method with this solver, the careful linearization of face flux is performed with the reconstructed flow variables. The GMRES method is used to solve large sparse matrix and to improve the performance ILU preconditioner is adopted and vectorized with level scheduling algorithm. To get the quadratic convergence with the higher order schemes and to reduce the memory storage. the matrix-free implementation and Barth's matrix-vector method are implemented and compared with the traditional matrix-vector method. The convergence and computing times are compared with each other.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1990년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.34-39
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• 1990

For the analysis of structures, specifically if it is large-scale, in which case it can not be solved within the core memory, the majority of computation time is consumed In the solution of simultaneous linear equation. In this study an efficient in- and out-of-core column solver for sparse symmetric matrix utilizing memory moving scheme is developed. Compare with existing blocking methods the algorithm is simple, therefore the coding and computational efficiencies are greatly enhanced. Upon available memory size, the solver automatically performs solution within the core or outside core. Analysis example shows that the proposed method efficiently solve the large structural problem on the small-memory microcomputer.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제5권1호
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• pp.85-100
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• 2001

In this paper we propose a block-type parallel preconditioner for solving large sparse nonsymmetric linear systems, which we expect to be scalable. It is Multi-Color Block SOR preconditioner, combined with direct sparse matrix solver. For the Laplacian matrix the SOR method is known to have a nondeteriorating rate of convergence when used with Multi-Color ordering. Since most of the time is spent on the diagonal inversion, which is done on each processor, we expect it to be a good scalable preconditioner. Finally, due to the blocking effect, it will be effective for ill-conditioned problems. We compared it with four other preconditioners, which are ILU(0)-wavefront ordering, ILU(0)-Multi-Color ordering, SPAI(SParse Approximate Inverse), and SSOR preconditioner. Experiments were conducted for the Finite Difference discretizations of two problems with various meshsizes varying up to 1024 x 1024, and for an ill-conditioned matrix from the shell problem from the Harwell-Boeing collection. CRAY-T3E with 128 nodes was used. MPI library was used for interprocess communications. The results show that Multi-Color Block SOR and ILU(0) with Multi-Color ordering give the best performances for the finite difference matrices and for the shell problem only the Multi-Color Block SOR converges.