| 基于拟蒙特卡罗方法的供水管网抗震可靠性分析并行化研究 |
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| 作者姓名： | 龙立 郑山锁 周炎 贺金川 孟宏立 蔡永龙 |
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| 作者单位： | 1. 西安建筑科技大学 土木工程学院,陕西 西安 7100552. 西安建筑科技大学 结构工程与抗震教育部重点实验室,陕西 西安 7100553. 西安建筑科技大学 建筑设计研究院,陕西 西安 710055 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（51678475）;国家科技支撑计划资助项目（2013BAJ08B03）;陕西省重点研发计划资助项目（2017ZDXM-SF-093）;陕西省教育厅产业化资助项目（18JC020） |
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| 摘 要： | 为了提高基于蒙特卡罗（Monte Carlo）方法的供水管网抗震可靠性分析效率,以低偏差Sobol点列替代伪随机数序列对供水管网节点和管段破坏概率进行抽样,结合宽度优先搜索算法,提出基于拟Monte Carlo方法和统一计算设备架构（CUDA）的供水管网抗震可靠性分析并行算法,并从内存、执行配置和指令等方面优化并行算法. 以某城市供水管网系统为例,对比串行和并行计算方法的精度及效率,分析Sobol点列和伪随机数序列对管网可靠性分析的影响. 结果表明,并行和串行方法计算结果的误差最大为0.52%,并行方法最高加速比为串行算法的96倍,在保证结果精度的同时大幅度提高计算效率. 基于Sobol点列进行1 000次并行模拟及基于伪随机数序列进行5 000次并行模拟,2种模拟结果与基于模糊数学法的解析值的最大误差分别为0.2%、0.4%,表明基于拟Monte Carlo的并行方法具有更高的精确度,更快的收敛速度.
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| 关 键 词： | 供水管网 统一计算设备架构（CUDA） 宽度优先搜索 并行计算 网络可靠性分析 拟Monte Carlo方法 |
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