有限元并行计算中网格自动区域划分的研究

本文针对集群系统下大规模并行有限元分析,设计了简单实用的网格自动区域划分算法,以使并行计算时减少由于负载不均衡所引起的效率下降,并应用于“汽车碰撞模拟”项目中的车架模型的分割。重点讨论并改进了贪婪算法和ANP算法,并比较了两种算法各自的特点及其适用性。通过数值算例证明,对于不同类型的有限元网格都得到了满意的结果,本文的算法具有广泛的适用性。且对该算法稍加改进,则可应用于各类动态并行计算问题所提出的动态负载均衡要求。     

串行与并行FORTRAN数据文件接口

本文分析了在３Ｌ并行Ｆｏｒｔｒａｎ编译环境下，以及ＭＳ－Ｆｏｒｔｒａｎ和ＮＤＰ－Ｆｏｒｔｒａｎ串行编译环境下，数据文件按二进制数代码以顺序方式存取时的存储格式；分别提出并实现了采用串并行Ｆｏｒｔｒａｎ设计数据文件接口的方法，并给出了适当的例子。     

冲击动力问题的混合积分并行算法及应用

为了提高冲击动力问题的计算效率和速度,在分布式MIMD并行环境下,构造了冲击动力问题的混合时间步长显式积分并行算法。基于区域分裂法,该算法按照单元时间积分步长的大小来划分各个子区域,再把具有不同时间步长的子区域分配到网络机群中的各结点机上,并采用子循环的方法使各子区域的计算达到同步,然后通过消息传递软件―PVM来传递各子区域间的信息。最后通过工程算例可以看出:带有子循环的混合积分并行算法能够显著的提高运算效率和并行加速比,缩短计算时间。     

实对称矩阵LDL^T分解的异步并行算法与实现

基于Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ分布式并行计算机环境，设计了实对称矩阵ＬＤＬＴ分解的异步并行算法，采用３Ｌ并行Ｆｏｒｔｒａｎ编写了计算程序，经数值算例分析表明，算法与程序设计正确，并行效率较高，而且随矩阵阶数增大而提高。     

带脱层复合材料层板的低速冲击响应

研究了含脱层损伤的复合材料层板在低速冲击下的瞬态响应问题。首先,用基于Mindlin板理论的有限元法来描述层板的运动和变形,并同时考虑了层板大变形的影响。另外,用一种修正的Hertzian压痕法则来计算层板和刚球间的冲击力。同时为了有效地处理脱层间的动态接触问题,采用了由笔者以前提出的一种修正的Lagrange multiplier乘子法来提高计算精度和效率;为了研究脱层的扩展机理,提出了一种基于Mindlin板模型的应变能释放率的计算方法,用于计算脱层前沿的应变能释放率的分布。最后,算例研究了刚球的初始冲击速度、脱层面积和脱层位置对计算结果的影响,算例中提供的信息为人们更好地理解脱层损伤的扩展机理和它对复合材料层板的低速冲击响应的影响提供了依据。     

结构碰撞数值模拟的一类接触算法

本文提出了用于结构碰撞数值模拟的接触算法,包括接触搜索算法和接触力算法。在全局搜索过程中,引入了立方格和链表技术,使搜索的运算量由现有的O(Nlog2N)降低为O(N)。在局部搜索过程中使用了自由曲面造型技术,提高了搜索精度,消除了“死区”现象。为便于与现有有限元软件连接,将全局搜索与局部搜索合并进行。本文给出的接触力算法既与显式时间积分格式相容,又能充分满足接触约束条件。文中给出了数值算例。     

带有沙漏控制的相对自由度壳元

针对一点积分的八节点相对自由度壳单元存在的沙漏现象，提出采用拟应变法解决该问题的方法，并对锁死问题进行研究。给出了带有沙漏控制的八节点相对自由度壳元内的坐标、位移插值公式，推导了拟应变的表达式，通过Hu-Washizu变分原理，建立了有限元求解方程。利用Wilson非协调位移模式，单元的计算精度得到了明显改善。算例表明：基于八节点相对自由度壳单元，本文给出的沙漏控制算法能够有效的解决线性静力问题，并且具有较高的计算精度。     

网络机群下多项式预处理EBE-PCG并行算法设计与实现

针对单机上实现困难，计算费用高昂的大规模结构动力学问题，本文采用将总体运算分解到单元上进行的EBE计算策略和基于区域分裂的SBS存储和任务分配策略，设计了粗粒度EBE－PCG并行算法，并在网络机群环境下得以实现。在PCG迭代法中分别采用Jacobi预处理矩阵和多项式预处理矩阵，比较它们的迭代求解效率。悬臂梁受冲击载荷与吉普车车架振动响应分析问题的数值算例，证明了该算法不但能够显著地提高问题的求解规模，适合大规模结构分析计算；而且还能获得良好的并行效率，是一种适合网络机群并行环境的有效的粗粒度并行算法。     

烧结大型混合机设备在线修复

文章对混合机滚圈因磨损变形严重造成的振动进行分析,通过长期跟踪测量,找出了引起混合机振动的原因,采用磨床对混合机滚圈进行打磨,减少和消除了筒体的振动,稳定了烧结生产。     

汽车结构耐撞性分析中的冲击接触算法

汽车碰撞过程是一个典型的大变形动态接触过程 ,在汽车结构耐撞性分析研究过程中 ,除了有限单元和材料模型方面的因素外 ,接触算法在计算时间和计算精度方面起着很重要的作用 .用于大规模动态接触问题的接触搜索过程大体可分为两阶段 :全局搜索和局部搜索 .目前使用较普遍的、有影响的全局搜索算法主要包括主从面算法、单曲面算法、级域算法、位码算法及NBS算法 ;局部接触搜索算法主要有基于“点面算法”、基于“小球算法”、基于光滑曲面 (曲线 )算法三大类 .接触界面算法目前主要有拉氏乘子法和罚函数法 ,以及扰动拉氏法和扩大拉氏法 .此外 ,接触问题的并行计算也是不可忽视的研究内容 .分析接触算法的研究现状 ,可以推动汽车耐撞性分析的进一步研究