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Célia Leiko Ogawa Kawabata, Wilson Sergio Venturini & Humberto Breves Coda
O objetivo desse trabalho é a criação de um programa computacional em arquitetura paralela
(ACADSOFT-P), para ser utilizado como plataforma para futuras pesquisas em métodos numéricos e
mecânica estrutural. Pretende-se dar continuidade a elaboração de um sistema computacional
decorrente do projeto de pesquisa de Rodrigo Ribeiro Paccola. Com o sistema em implementação
criou-se no Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC uma estratégia simples e eficiente
da transformação de códigos científicos, desenvolvidos no grupo, usando modelos seqüenciais
(ACADSOFT-S) utilizáveis em pesquisas aplicadas e numéricas. Esta estratégia permite a utilização,
em uma mesma plataforma, de um pré-processador de um software comercial, ANSYS® por exemplo,
e um pós-processador. Os resultados alcançados com o projeto mencionado foram excelentes como
verificados em diversos trabalhos que se utilizam dessa estratégia, Paccola (2004). Além desses
trabalhos, deve-se ainda destacar os seguintes artigos sobre o assunto publicados em periódicos de
grande circulação: Greco & Coda (2004); Greco et al. (2004), Coda & Greco (2006).
A opção pelo processamento paralelo está permitindo a evolução, em termos de aplicações
mais complexas, da análise estrutural com a redução significativa dos tempos de processamento em
comparação com os hoje observados quando se emprega o processamento seqüencial. Com o
aumento de desempenho do sistema computacional está sendo possível abordar problemas diversos
de engenharia estrutural tais como: impacto de veículos (automóveis, aeronaves, trens), impacto de
projéteis em blindados, análise não-linear geométrica exata de edifícios altos, torres de transmissão,
pontes pênseis e estaiadas etc. Deve-se mencionar que estas aplicações já estavam sendo feitas em
modelos bidimensionais com bastante sucesso e tempo de processamento aceitáveis utilizando-se a
plataforma do ACADSOFT seqüencial, Paccola (2004). A paralelização do método de elementos
finitos em desenvolvimento está permitindo o aumento tanto do tamanho quanto do nível de
detalhamento do modelo.
2 METODOLOGIA
O processamento paralelo de ser realizado tanto em clusters quanto em computadores de
múltiplos núcleos. Há dois computadores com processadores Xeon de 8 núcleos de processamento e
16 GB de RAM. O cluster é composto por 14 computadores, onde existe um computador mestre, 12
computadores que fazem o papel de escravos e uma máquina que possui a mesma configuração dos
computadores escravos para fazer a tomada de tempo do programa sendo executado na sua forma
seqüencial para cálculo do speedup e da eficiência do programa paralelo.
O computador mestre possui um processador Xeon X5160 de dois núcleos de 3 GHz cada e
tem 64 GB de memória RAM. Os computadores escravos possuem processador Xeon X5460 de 4
núcleos de 2,67 GHz cada e 12 GB de memória RAM. São 12 escravos com essa configuração. Os
computadores que formam o cluster estão interligados com rede Gigabit Ethernet.
O sistema operacional utilizado é o Linux Ubuntu versão 8.04. Nos escravos utilizou-se a
versão Ubuntu Server 8.04, e no computador mestre utilizou-se a versão workstation com interface
gráfica que facilita o uso do cluster.
Em todos os nós foi instalado o ambiente de passagem de mensagem LAM versão 7.1.2 e o
compilador Fortran Intel versão 10.
As etapas que estão sendo seguidas para a execução do projeto compreendem os itens:
• Estudos específicos sobre programação em paralelo utilizando linguagem FORTRAN e o
ambiente de passagem de mensagem MPI.
• Identificação dos pontos críticos de processamento. Nessa fase, além do estudo
pormenorizado do código seqüencial e da identificação dos laços mais importantes, foram
processados exemplos com grande número de graus de liberdade (com processador
seqüencial) identificando pontos de consumo excessivo de tempo e de memória.
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 11, n. 53, p. 151-155, 2009