基于EBE技術(shù)的有限元并行算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、當(dāng)前我國水利水電工程建設(shè)正處于一個高速發(fā)展時期，這些高壩大庫工程的設(shè)計和施工沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒；傳統(tǒng)的設(shè)計理論和經(jīng)驗難以滿足工程要求；而模型試驗具有比尺難以保持一致和參數(shù)不可變動等缺點，這就使得數(shù)值模擬方法在工程設(shè)計中的作用變得越來越重要，目前數(shù)值模擬的范圍從二維擴(kuò)展到三維，從彈性擴(kuò)展到非線性，從靜力擴(kuò)展到動力，這對計算速度有更高的要求，有限元串行算法及其運算依賴的串行計算機(jī)已經(jīng)不能滿足工程和研究的需求了。有限元并行算法的研究成為數(shù)

2、值模擬的一個重要的趨勢。 基于EBE(Element by Element)技術(shù)的有限元并行算法是有限元并行算法中的一個分支，它具有良好的并行度，避免了總剛度矩陣的生成及存儲，對網(wǎng)格中單元和節(jié)點編號沒有任何要求，從而不必進(jìn)行諸如帶寬優(yōu)化一類的輔助運算，對結(jié)構(gòu)的幾何形狀沒有任何限制，因而特別適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大的水利水電工程的數(shù)值分析。 在彈塑性有限元問題中，線性方程組的求解和彈塑性應(yīng)力的求解是最重要的二個內(nèi)容，因而對線

3、性方程組求解方法和本構(gòu)積分算法的并行化就相當(dāng)有意義，本文主要工作在EBE技術(shù)基礎(chǔ)上對有限元串行算法的過程并行化，采用EBE技術(shù)把求解線性方程組的預(yù)處理共軛梯度法(PCG)并行化，采用一種高效的本構(gòu)積分算法一徑向返回算法(RadialReturn)來求解彈塑性應(yīng)力。在MPI(Message Passing Interface)并行環(huán)境下編制了相關(guān)的并行程序，并把程序應(yīng)用于大壩的彈塑性分析中。 當(dāng)前結(jié)構(gòu)分析已經(jīng)在由連續(xù)介質(zhì)力學(xué)范疇向