1、核電作為一種清潔能源,技術(shù)日漸完善,已成為我國(guó)能源電力戰(zhàn)略的重要組成部分。然而2011年3月11日日本大地震導(dǎo)致了世界最大核電站福島核電站的泄漏事故,提醒我們核電的安全性尤其是核電工程結(jié)構(gòu)的抗震安全性仍有很多關(guān)鍵問(wèn)題急需解決。在核電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全評(píng)價(jià)中,要求對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的地震反應(yīng)分析,采取科學(xué)合理的工程措施,確保核電結(jié)構(gòu)的抗震安全。
　　核電工程結(jié)構(gòu)都是體量巨大的建筑物或構(gòu)筑物,要想精確分析在地震作用下這些結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)反應(yīng)

2、,需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)的有限元計(jì)算。運(yùn)用通用商業(yè)軟件進(jìn)行分析時(shí),存在著計(jì)算效率低、需二次開(kāi)發(fā)(邊界條件、接觸條件等)等不足之處。為了縮短核電工程結(jié)構(gòu)地震動(dòng)態(tài)反應(yīng)分析的時(shí)間,提高分析效率,充分利用我國(guó)并行計(jì)算硬件(并行計(jì)算機(jī))領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì),本文開(kāi)發(fā)了基于MPI的包含接觸問(wèn)題和粘彈性邊界條件的核電工程結(jié)構(gòu)地震動(dòng)態(tài)反應(yīng)有限元并行計(jì)算程序,主要進(jìn)行了以下研究工作:
　　1.總結(jié)了地基—結(jié)構(gòu)相互作用時(shí),邊界條件的處理方法,并且對(duì)各種方法進(jìn)行了分

3、析,指出人工粘彈性邊界條件應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的優(yōu)越性。
　　2.提出了包含動(dòng)接觸條件和粘彈性邊界條件的彈性力學(xué)問(wèn)題積分弱解形式,統(tǒng)一了其數(shù)學(xué)表達(dá)式,揭示了動(dòng)接觸條件和粘彈性邊界條件的數(shù)學(xué)實(shí)質(zhì)。同時(shí),研究了動(dòng)接觸條件和粘彈性邊界的程序?qū)崿F(xiàn)方法,采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接觸模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)態(tài)接觸問(wèn)題的模擬。
　　3.基于MPI(消息傳遞接口)環(huán)境,開(kāi)發(fā)了包含接觸問(wèn)題和粘彈性邊界條件的核電工程結(jié)構(gòu)地震動(dòng)態(tài)反應(yīng)有限元并行計(jì)算程序。利用MP

4、I提供的6類(lèi)基本庫(kù)函數(shù),基于區(qū)域分解理論采用 FORTRAN語(yǔ)言編制了并行分析源代碼程序,并經(jīng)解析算例考核,驗(yàn)證了其正確性。該程序包含土壓力、冰荷載、靜水壓力、動(dòng)水壓力、滲流壓力、接觸問(wèn)題地震荷載等核電工程計(jì)算中需要的比較全面的荷載條件。
　　4.利用開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)反應(yīng)有限元并行計(jì)算程序分析了某核電站取水結(jié)構(gòu)在地震作用下的結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力反應(yīng),并對(duì)其計(jì)算時(shí)間和應(yīng)力結(jié)果與商業(yè)有限元軟件ANSYS計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,證明了并行計(jì)算的可