向量式有限元桁架结构并行程序节点分配技术

杜庆峰， 吴　瀚

(同济大学 软件学院， 上海 201804)



向量式有限元桁架结构并行程序节点分配技术

杜庆峰， 吴瀚

(同济大学 软件学院， 上海 201804)

摘要：结合向量式有限元(VFIFE)的计算规则以及桁架结构的特点，提出了一种并行程序节点分配机制.通过对桁架结构模型数据的分析，定义模型数据的分解规则，动态实现对模型数据的分解.依据分解的结果来动态划分并行计算的数据集，并且基于特定的并行计算框架完成并行计算.实例验证表明，该节点分配机制是有效的，并且极大地提高了计算效率.

关键词：向量式有限元(VFIFE)； 桁架结构； 并行算法

1　研究背景及问题的提出

1.1背景介绍

随着计算机科学的迅速发展，计算科学、分析理论和物理实验构成了现代科学发展的三大支柱.在建筑工程领域，结构力学、有限元理论是目前主流的分析架构，这种架构主要包括两部分：为了描述结构体的性质和物理行为设定一组描述参数；为了进行数值分析而提出的一组行为变化准则及简化假设.依据此架构，工程师们可以通过数学方法来模拟一个结构，规划计算流程，得到结构上任意一点的位置变化，以及其他力学参数.

向量式有限元(VFIFE)[1-3]是由美国普渡大学丁承先教授提出的结构行为分析的一个创新概念.VFIFE是求解结构的大变形、大变位、弹塑性、碰撞、倒塌等非线性或不连续力学行为的新方法.以此理论为基础，可以通过简单的而系统化的计算程序对结构的真实……