大型結構三維地震反應分析并行計算方法研究.pdf

1、隨著科學技術的快速進步和經濟條件的迅速改善，世界各地對大型結構的需求越來越多。對這些大型結構進行地震反應分析時，存在兩個科學技術上的挑戰(zhàn)：
　　 (1)結構有限元模型的單元數和自由度數巨大；
　　 (2)該類結構受高階振型影響較大，需要建立高階的求解方程。
　　 并行計算技術的出現，為順利的求解該類型結構，確保計算精度，提供了很好的方法和手段。本研究利用并行計算技術，研究了大型結構的地震反應分析方法。研究內容主要

2、包括以下幾個方面：
　　 1.深入研究了區(qū)域剖分方法的國內外研究現狀，對部分方法編制了C/C++程序并進行區(qū)域剖分效果的對比，分析了各個方法的優(yōu)缺點及適用范圍。
　　 2.對各種區(qū)域分解算法進行了深入的研究，分析總結了各種常用算法的優(yōu)缺點。
　　 3.專門對子結構分析方法進行了研究，編制了相應的C/C++程序，并利用ANSYS作前處理器，得到相應的結構剛度矩陣和荷載矩陣后，對二個單元和四個單元的簡單懸臂梁進行了試

3、驗性并行計算算法的研究，此方法的詳細研究為后續(xù)方法的研究奠定了基礎。
　　 4.詳細研究了BDD(Balancing Domain Decomposition)方法，BDD方法是一種子結構方法，其主要是把結構分成若干個子區(qū)域，每個子區(qū)域分成區(qū)域與區(qū)域間的邊界節(jié)點和剩余的內部節(jié)點，每個子區(qū)域首先進行自由度靜力凝聚，形成界面節(jié)點自由度方程。然后應用BDD預處理子的預處理共軛梯度法求解各個界面方程，在求解過程中要交換界面之間的信息，最

4、終得到各個節(jié)點的位移和應力情況。
　　 5.基于區(qū)域分解算法對結構的靜力和動力問題進行了并行計算方法研究，在進行大型結構的動力并行計算分析時，利用Newmark-β法對時間離散化積分。對于動力分析，基于ADVENTURE編制了并行計算程序，實例證明，編譯的程序可以用于大型結構的動力并行計算分析。
　　 6.基于區(qū)域分解算法對靜力非線性和動力非線性有限元進行了并行計算方法的研究，在非線性方程求解中，在每個荷增量步內采用了牛