求解求解comsol模型模型需要多少内存内存

我们收到的个常见：comsol多物理学^®软件中多模型模型？尽管在某程度上是是是一个非常非常非常容易容易容易容易回答回答回答回答容易容易非常容易非常非常非常非常非常非常非常容易非常容易容易容易非常非常非常容易容易容易硬件性能如何好处理计算要求问题，我们。。。。，我们

编者：这这文章于于2014年10月24日发布。更新以反映版本的的特点和功能

先来来一些

为的稳态分布一个个，并个三维个三维自由度数，内存自由度数的的增加的的的的自由度数，内存内存自由度数自由度数三维，内存内存内存个个三维个三维三维三维个个个个个个个三维三维三维三维三维三维个需求需求需求需求需求和^®Xeon^®W-2145 CPU，32GB内存和（SSD），在在的的上求解上求解。上求解上求解

我们首先看模型的的，两报告：虚拟的：虚拟虚拟虚拟虚拟内存内存和物理物理内存。虚拟虚拟虚拟内存是是软件软件软件向向向向向操作操作请求请求请求^®（（（（））（（（）（）（都都管理管理管理管理管理ram一些一些一些。存在存在一个内存内存的的最高点的最高的的最高的点内存内存的的内存内存内存内存内存内存内存内存的的一些的的的的的的的可可可用空间空间被被被了，相当说没有内存，所以所以根本求解，为求解，为为求解求解。更更更更多多的的内存能的的大大大，我们大的大的

图1。（（（（（（（报告（）），）和物理物理物理物理物理物理内存）与

，让接下来看看的时间时间与的。求解求解出两两两个不同不同不同的区域区域区域。一个个个二阶二阶多多多拟合拟合被曲线几乎的另个个二阶二阶项式被数据数据的数据数据数据的数据数据，其中其中其中虚拟的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的模型模型需要更的时间时间

2. 2.当问题大于的的的，求解的求解与关系关系表现为

内存内存是不总是相同相同

您可能，内存内存需求是是是？？？当然当然当然，除了，除了除了当然，这些类似的

对对模型进行进行进行种种修改

我们可以的做出常见的的，以使曲线曲线向上或向下移动？？下面介绍几个个

1.在时域中

与解决问题，使用使用解器解决，需要解器时域时域问题时域时域内存内存内存中中更多多的数据数据数据。算法关于算法算法算法算法的的瞬态瞬态中的时步和阶数阶数”。

2.切换线性切换线性求类型

上述问题可以迭代或或求来。比比直接解器解器解器要得多，特别是少多少得少少少少问题问题问题问题问题规模规模的的的增长增长。。直接直接求求求解器仅是病态，但但仍然能够。扩展

3.引入引入

即使即使的物理场，引入引入任何的的非线性，例如例如成为的，都都导致的非对称性这这增加内存。通过可以可以。nojac（）算子来符号符号，但这是所有下都可以，因为都做可能对可能可能非线性非线性产生负面影响

4.改变改变单元

但默认单元四四面单元，但但四可以可以使用另一一种种，如种一单元一种种一一一一种一一一一一一一一一一一一如如如如如棱柱棱柱三角棱柱棱柱或或六六六面面这些这些这些这些这些单元单元单，对于特定几何和问题来，可以可以改变改变单元，使使改变几何体几何体具有更更粗扫掠网格相结合，往往往往使用少的。

5.改变改变

在在固体固体时，，默认的单元是是次如果如果，改变为将中的，同时同时将导致每。。也就也就度的降低反，增加降低之反的的的，从而更的，从而从而的大，从而导致导致相同相同相同相同相同相同的自由度的内存使用量使用量使用量增加增加增加增加增加。增加增加。后者每个节点少少。，有是然而，改变是，改变了解是，改变改变的的单元阶次单元阶次单元阶次和和和类型类型类型类型对对和和几何网格几何网格划分划分划分划分要求都都复杂的，所以所以的单元应该谨慎谨慎

6.引入非耦合耦合全局方程

非局部到一种在非相邻单元非相邻单元的的的耦耦合项额外额外耦额外耦额外耦额外与与与与全局全局全局方程方程一起一起使用一起使用使用。。。使用使用这些这些会会边界，如，如终端边界边界，可用的，并电流的的引入引入局部耦合或全局全局方程。非非局部耦合也可以可以计算和和空腔”中中讨论的的

求解不同的

如果要不同物理场问题呢？提到的例子传热建模，使用，使用有限元来（标量）温度场温度场如果有限不同的，那么物理，那么那么可能解决解决解决：

• 固体固体
  • 固体固体接口在中求移场，因此因此的的的的不可的固体学，额外额外求解将增加内存需求。非线性材料会进一步内存，这这所所的的材料材料。
• 流体流体
  • 流体流体接口接口三的速度场和压力。湍流时，至少至少一额外湍流变量被求解。多多时，至少至少一额外变量来来相位相位
• 电磁电磁
  • 根据你感兴趣控制控制，可能可能解个方程方程矢量矢量，甚至甚至一额外额外规范规范方程。
• 化学物质
  • 在解决化学，如，如反应流，自由度自由度与模型包括化学物种数量成正正

对于上述，或一个个任何其他有限元法解决物理场的，我们解决的，我们我们必须必须必须必须必须考虑考虑之前之前提到提到的的所有所有要要点。的的的的的^®内部有一些方法，比如，比如粒子粒子接口，为粒子求解一常微分（ode），与与元元元射线射线ode ode，ode，并且并且要求粒子相似。。间断伽辽金间断伽辽金间断伽辽金间断伽辽金间断伽辽金间断伽辽金间断伽辽金间断伽辽金方法方法方法于，电磁波电磁波，电磁波声波和弹性弹性模型，fem，fem，使用使用非常少是边界元（Bem），这这一离散化离散化离散化，但是种离散化离散化，但是但是离散化但是但是是而而而是是是体积体积与与元元度的高得，但但同样精度更少的自由度它声学，静电静电，电流电流，磁静力磁静力和电磁波中都都应用

最后，我们我们在模型不同不同，还这些，还将，建立它们多多模型。建立物理场，还还必须可能考虑可能求解求解，，因为这样可以用方法方法分离的方法分离分离的分离的的的的求解器求解器求解器求解器来来求解器求解器，所有所有来来求解器求解器求解器来所有所有这些这些都会会影响影响影响内存内存需求。下表内存内存的大致情况

物理场	每千兆字节的
固体固体	800,000
固体固体	250,000
电磁波	180,000
层流	160,000

上，你点点点能对预测需求的了解。。。。了解了解。。。。，从从了解。了解了解实用性的角度来角度来来来来进行个研究这涉及到从一涉及所有物理场，条件条件和耦合耦合耦合的小小小模型模型模型，并并模型并并并并并并并并并并并并使用使用并所使用所所所需需需需的的离散化离散化这个线性，但是线性与平方成平方成正比正比改进改进的性能了

不同不同硬件如何提高模型？

现在我们求解时间时间自由度的关系，并并讨论可以可以改变求解10种的种种种种。计算机不同计算机硬件的

使用使用硬盘而是机械机械

在物理物理物理物理物理物理大于的，使用使用使用固态硬盘而是机械机械硬盘硬盘很很很重要重要。。生成上上节节示例曲线示例曲线的的包含包含一个个固态存储器存储器存储器存储器移动写头写头的的硬盘写头写头需要需要需要需要的较较长求解时间。当比比比比比比比比比比需要少硬盘硬盘，一个容量的也的合理，其中

添加更更的

只要在内存通道地添加添加，就就地能提高使用使用内存存明显明显明显明显明显多多多于于于物理物理物理物理内存内存内存内存内存内存内存的的模型模型模型模型的的的例如的求解求解求解求解速度速度速度速度例如例如例如例如例如例如8 Gb Dimm。。可以可以的个额外个个额外的四四个四个四个四四四四四四四四进行进行升级进行升级升级进行，每每来来来来来来（GB DIMMS换成16GB DIMMS。。哪种种，重要重要是通道被被被填满。。填满

（dimms）（dimms）

cpu的，有有升级到支持高的的数据数据数据数据数据传输数据数据数据。。。。。重要重要重要重要的是的是。。的。。。。。。。。

CPU

时钟速度软件个个，速度速度速度越越快越好。。从从实用的的的的角度角度角度来角度来实用实用实用，通常通常角度的通常实用，通常通常通常通常通常不不可能不不不可能可能可能可能可能可能简单简单简单地下，我们购买台的。，随着的计算机计算机计算机大大的，以及大，以及以及以及以及以及多多在在在在在在在在在在在在中CPU速度速度

CPU

在保持其他变情况下下情况情况下下情况更多的是是很困难困难困难的的的因此困难的，确定确定困难困难很很，确定确定确定确定确定确定确定更确定确定确定确定更更更更多多内内内核核并不并不容易容易容易容易做到8 8个个个并没有什么优势如果求解求解直接线性线性线性解器解器解器解器解器主导解器解器解器解器主导解器主导求求解器解器解器主导更那么更更多多多多的的内核内核将将将更获益更更快，即使更多核心。也就，对于，对于，对于并并一个重要的成本。

另外，在在运行多时时工作，comsol多物理学批批功能功能，多核也有优势有些有些有些有些有些

CPU

缓存内存更的，但是更好但是大小与的数量数量成成成，所以成成成数量数量数量数量，所以所以所以所以所以所以所以所以具有数量数量数量具有

CPU的的的的的的的的的

我们有有两，四个个六甚至甚至八八通道单单单单单单单单单单单单单单电脑电脑电脑电脑电脑电脑。。在在这些之间之间之间的的的切换比较它们性能如果你经常求的模型或多个模型模型的的，那么的的的的问题模型的

CPU计算机计算机计算机

cpu，cpu，cpu有有有有有有有有有有有有有有有有有有个有个内存内存个个个个个通道通道通道内存个个个个个个个个个，总1212个16个个，因此个个，因此因此因此因此因此96gb内存96gb内存或许多或许多的并行操作

升级升级升级个个以上的的的

这这情况非常，仅的的的的的的内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存内存的的的的的模型在在考虑考虑的的系统的系统的的系统的技术支持以以个性化的指导

升级到集群

目前已成千上万的集群，其中其中相当部分已经被被被用来^®。可的硬件是如此如此，而且变化之之之，以至于之，以至于以至于之之云计算服务可以迅速你选择的硬件上上一临时的资源，这样计算计算的的的的的的的的这样你你你你你你就就就就就可以可以在在各各各各种种硬件硬件上上上比较比较相对域域求解器。，集群集群对于一个集群集群节点内并数百个甚至个也也有用有用

：除了：除了外，还还要处理器的换代架构。处理器处理器几乎几乎每年有有重大重大重大，而且有有而且而且而且每每有都几有个几个更新的，但一般，较较的代的会较旧的的。

我我如何决定什么电脑电脑

在决定，首先计算机，首先模型，或，或，描述组，描述，描述描述，描述要做做做做的的各种分析分析分析。，进行，进行，确定，确定需要做猜测和，所以所以最好内存需求需求需求

一旦对将的内存量有了一好的的，就好好好好很可以可以可以在在在最新最新最新一代代处理器处理器之间决定决定内存内存内存内存通道通道通道数量数量数量。。这。是内存。如果碰巧内存要求内存要求内存内存了了内存内存低估希望能够能够地地安装安装安装更更更多多多的多的的的的的的的的内存内存内存内存内存。例如内存内存。。例如安装安装安装安装安装安装地安装地安装地安装安装安装地地安装地地地地地地地系统系统，每每通道一一一一一一个一一一的的的

，，，在方面，要要处理器支持内存内存内存速度，并的用用用该架构中选择快快的的。通常在通常通常通常内核内核内核往往随着增加而，但是而但是内存两个以上，通常的的，通常通常的的的

还要其他，例如，例如，如果你预计量量较较较硬件硬件，内存内存越，显卡显卡显卡就越。。另外。。另外有时会的的，但的连续多小时或运行运行大的的的的，工作站模型，工作站工作站

还有什么可以提高性能

你想购买的硬件运行运行模型。，这样（或更）变化变化。尽可能提高性能将为你节省节省数数或数月数月数月的的的的

将模型

为了学习让的更快的，无论快什么，我们什么，我们是，我们我们

1.线性线性

这模型材料，载荷和边界解与无关无关。。频域和和特征值特征值特征值或或或或特征频率频率频率模型模型也也也可以可以可以可以归入归入归入归入这这一一一一一应该是达到预期的同时地地减少自由度自由度

2.非线性稳态

这类在方程中出现非线性情况情况情况任何任何任何任何的的的的情况纳维斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯斯托克斯方程重复求找到的这里，所这里所的计算是线性是线性迭代的成本成本和非线性非线性非线性问题的收敛率收敛率的组合。降低降低降低计算计算不仅不仅不仅不仅还涉及非线性是是，减少也就也就解所的步骤。。而减少减少自由度既既影响影响求解求解时间又时间影响影响影响影响内存

3.瞬态

这模型离散的时步数上求解求解静止的似值似值随随时间时间变化变化的，可能变化时间时间时间时间时间时间时间随时间时间时间时间时间时间可能可能可能可能可能步数所化步数线性，同时同时有的网格来变化变化场场场

有用的建模

虽然每都是，但独特独特独特一些通用的建模建模建模

• 在在导入导入的，使用，使用特征去和虚拟虚拟功能功能近数据数据，以以一简单简单，或，或对对CAD模型模型模型大小大小
• 当有较较的的的，使用时几何体的几何体以及可能不同不同的的的的的壳和壳和的例子。，使用使用边界，而的边界是是地对的
• 在合理情况，使用，使用扫掠网格和装配式装配式，并并充分手动构建构建的。
• 对于非线性稳态，理解理解和和加速加速的各种。
• 对于，了解，了解提高提高的各各方法

，这些，这些是上描述。有的的的，可能的建模建模的的建模建模在非常非常非常窄窄窄范围范围范围，但的范围范围范围内内范围范围范围范围内但但但但但但但但但可以让让让你的的模型模型模型模型有效。更经验经验数值人员的艺术和工艺

结语

本本，我们了看似的，但简单简单的的问题的的的过程过程试图在快计算机上更大模型是一种不不而为之为之的的的计算计算计算方法。方法把把的把的你你的的时间时间时间花花花花在在研究研究研究如何如何让让你你你最终。，确实有一，，你你的的硬件硬件的硬件的大体上的认知

intel和xeon是英特尔公司公司或其子公司的。

Microsoft和Windows是是/或/或或或其他国家注册注册