1、隨著國家建設(shè)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的大型和超大型的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。這些工程結(jié)構(gòu)的規(guī)模不僅越來越大，其復(fù)雜程度也越來越高，而且還涉及到復(fù)雜的非線性本構(gòu)關(guān)系，計(jì)算時(shí)間長。傳統(tǒng)的基于單機(jī)的有限元方法往往無法滿足這些問題的計(jì)算。將并行計(jì)算技術(shù)引入結(jié)構(gòu)的有限元分析，可以從很大程度上增加結(jié)構(gòu)分析的規(guī)模，提高分析速度，從而促進(jìn)有限元法在大型結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用。 隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，利用PC機(jī)組建的機(jī)群為并行計(jì)算提供了平臺。在此背景下，河海

2、大學(xué)工程力學(xué)系利用PC機(jī)組建了基于Linux系統(tǒng)的高性能計(jì)算機(jī)群。本文給出了機(jī)群環(huán)境的詳細(xì)配置和使用方法，并且對機(jī)群系統(tǒng)進(jìn)行了測試。在機(jī)群上成功配置了主要用于在分布式存儲環(huán)境下高效求解偏微分方程組的科學(xué)計(jì)算工具PETSc，對它的基本用法和程序執(zhí)行過程進(jìn)行了說明。 區(qū)域分解算法是適合在并行機(jī)上求解偏微分方程的一種方法。該方法先將求解區(qū)域劃分為若干個(gè)子區(qū)域，然后在各個(gè)子區(qū)域并行求解。在機(jī)群環(huán)境下，本文以區(qū)域分解算法和并行預(yù)處理共軛梯

3、度法為理論基礎(chǔ)，采用C++語言和MPI編程方法，編制了基于Linux操作系統(tǒng)，適用于機(jī)群的大型結(jié)構(gòu)并行有限元程序ADVPFEM。 利用本文程序?qū)﹂L方體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了并行計(jì)算，得出了加速比和并行效率，并且與ABAQUS軟件計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了比較，得出兩者的結(jié)果是一致的。對龍馬面板堆石壩的簡化模型進(jìn)行了線性并行有限元計(jì)算，計(jì)算規(guī)模達(dá)到了百萬單元，在機(jī)群上完成了計(jì)算。同時(shí)對于在使用相同處理器情況下，對不同子區(qū)域數(shù)所需要的計(jì)算時(shí)間進(jìn)行了分析和