JIFEX軟件有限元分析并行化.pdf

1、隨著現(xiàn)代力學、計算數(shù)學和計算機技術等學科的發(fā)展，有限元分析軟件作為一個具有鞏固理論基礎和廣泛應用效力的數(shù)值分析工具，為解決復雜的工程分析計算問題提供了有效幫助，在國民經(jīng)濟建設和科學技術發(fā)展中發(fā)揮了重大的作用。由大連理工大學工程力學系和工業(yè)裝備結構分析國家重點實驗室共同研制開發(fā)的具有自主版權的有限元分析軟件JIFEX軟件就是其中之一。但是，由于受計算機CPU計算速度的限制以及有限存儲空間的制約，使用傳統(tǒng)的有限元分析軟件分析超大規(guī)模的工程問

2、題，往往會造成計算時間過于漫長，甚至無法進行分析計算。這一點已成為傳統(tǒng)有限元分析軟件在工程實踐中得到更深層次應用的瓶頸問題之一。 近年來，由于高速網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展，使得機群并行計算成了當前國際上并行計算的一個主要方向。機群并行計算具有巨大的計算潛能、良好的性能價格比和可擴展性，以及靈活的體系結構等優(yōu)點。將機群技術與傳統(tǒng)有限元計算技術相結合，有效提高分析速度，解決超大型有限元分析時間過長的問題，是當前國內(nèi)外有限元研究與應用領域中最引

3、人注目的前沿課題之一。 本文對并行計算和消息傳遞接口MPI進行了簡單介紹，研究了基于分布式網(wǎng)絡并行計算環(huán)境的有限元分布式并行算法。經(jīng)過分析之后對JIFEX軟件有限元分析部分采用了方程組并行直接解法，該解法穩(wěn)定性好、精度高、便于對現(xiàn)存的串行算法程序進行修改。在增加并行求解模塊的基礎上保留了JIFEX軟件的原有接口。文中設計并實現(xiàn)了一維變帶寬存儲矩陣的LDLT分解算法和三角形方程組的并行解法。由于大型結構剛度矩陣比較大，采用了矩陣的