基于MPI的并行化刚体动力学仿真
| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 目录 | 第7-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-15页 |
| ·研究背景与意义 | 第11页 |
| ·研究现状 | 第11-12页 |
| ·研究课题 | 第12-13页 |
| ·研究步骤 | 第13-14页 |
| ·解决的主要问题与创新点 | 第14页 |
| ·论文结构 | 第14-15页 |
| 第二章 非渗透刚体动力学仿真 | 第15-22页 |
| ·带非渗透约束的刚体动力学 | 第15-18页 |
| ·无约束运动 | 第15页 |
| ·等式约束运动 | 第15-16页 |
| ·不等式约束运动 | 第16-17页 |
| ·小结 | 第17-18页 |
| ·刚体动力学仿真的数值求解过程 | 第18-21页 |
| ·更新当前状态 | 第18-19页 |
| ·碰撞检测与接触点计算 | 第19-20页 |
| ·脉冲计算 | 第20-21页 |
| ·约束力摩擦力计算 | 第21页 |
| ·本章小结 | 第21-22页 |
| 第三章 开源动力学引擎 ODE 的剖析 | 第22-32页 |
| ·ODE 简介 | 第22页 |
| ·ODE 基本概念 | 第22-25页 |
| ·刚体 | 第22-25页 |
| ·刚体的几何形状 | 第23页 |
| ·刚体的质量 | 第23-25页 |
| ·刚体的位置向量和旋转矩阵、四元素 | 第25页 |
| ·刚体的速度和力累积器 | 第25页 |
| ·ODE 关节和刚体孤岛 | 第25-27页 |
| ·ODE 的关节类型 | 第25-26页 |
| ·ODE 的接触关节 | 第26-27页 |
| ·ODE 的刚体孤岛(Islands) | 第27页 |
| ·ODE 的内部实现 | 第27-31页 |
| ·碰撞脉冲与力的关系 | 第27-28页 |
| ·ODE 的碰撞-摩擦力模型 | 第28-30页 |
| ·库仑摩擦力 | 第28页 |
| ·ODE 的摩擦力计算 | 第28-29页 |
| ·力相关滑动 FDS | 第29页 |
| ·接触力和接触力矩 | 第29页 |
| ·ODE 关节约束力 | 第29-30页 |
| ·ODE 动力学仿真算法 | 第30-31页 |
| ·本章小结 | 第31-32页 |
| 第四章 基于 MPI 的 ODE 并行化 | 第32-43页 |
| ·相关工作 | 第33页 |
| ·交叠区 | 第33-35页 |
| ·区域边界的碰撞问题 | 第33-34页 |
| ·ODE 的碰撞接触力 | 第34-35页 |
| ·基于 MPI 的并行 ODE 算法 | 第35-38页 |
| ·区域划分 | 第36页 |
| ·并行仿真 | 第36-37页 |
| ·场景融合 | 第37-38页 |
| ·区域判断 | 第38-39页 |
| ·MPI 通讯与刚体迁移 | 第39-42页 |
| ·MPI 进程间通讯 | 第39-42页 |
| ·仿真物体的迁移 | 第42页 |
| ·本章小结 | 第42-43页 |
| 第五章 ODE 的多线程化 | 第43-49页 |
| ·相关工作 | 第43-44页 |
| ·刚体孤岛的并行化 | 第44-45页 |
| ·OPENMP 简介 | 第45页 |
| ·OMP For 循环并行化 | 第45页 |
| ·OMP 临界区 | 第45页 |
| ·OMP 原子操作 | 第45页 |
| ·ODE 刚体孤岛的并行计算 | 第45-46页 |
| ·添加 Stepper Memory Arena | 第45-46页 |
| ·串行区 | 第46页 |
| ·负载均衡 | 第46-47页 |
| ·可行性验证 | 第47-48页 |
| ·本章小结 | 第48-49页 |
| 第六章 软件框架与实验结果 | 第49-65页 |
| ·POA 程序集合 | 第49页 |
| ·POA 服务器集群的实现 | 第49-54页 |
| ·POA 服务器集群的设计 | 第49-50页 |
| ·POA 服务器集群的框架 | 第50-52页 |
| ·PoaCluster 主要类图 | 第52-54页 |
| ·实验与性能测试 | 第54-59页 |
| ·实验设置 | 第54-55页 |
| ·实验结果与分析 | 第55-59页 |
| ·串行 ODE 性能 | 第55-56页 |
| ·并行 ODE 性能 | 第56-57页 |
| ·MPI 通讯代价 | 第57-59页 |
| ·仿真展示 | 第59-64页 |
| ·场景 1：弹珠落阶梯 | 第59页 |
| ·场景 2：巨球撞墙壁 | 第59页 |
| ·场景 3：多米诺骨牌 | 第59-60页 |
| ·总结 | 第60-64页 |
| ·本章小结 | 第64-65页 |
| 第七章 总结与展望 | 第65-68页 |
| ·总结 | 第65页 |
| ·展望 | 第65页 |
| ·场景自动划分 | 第65-66页 |
| ·碰撞检测优化 | 第66-67页 |
| ·GPU 加速 | 第66页 |
| ·碰撞空间自动选择 | 第66-67页 |
| ·通讯过程优化 | 第67页 |
| ·本章小结 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-71页 |
| 攻读硕士学位期间的主要论文及出版物 | 第71-73页 |
| 学位期间参与的科研项目 | 第73-74页 |
| 致谢 | 第74-75页 |
| 答辩委员会对论文的评定意见 | 第75页 |
