微机网络并行环境下杆壳组合结构动力特性并行计算new

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1、第""卷第’期计算力学学报CDEF""0GDF’"##-年"月1234565789:4;<8=18>?9@;@384;

2、算法包括杆壳组合结构总刚度矩阵和总质量矩阵的并行计算以及求解广义特征值问题的并行子空间迭代法的并行计算0在多台微机上安装QCR0使用STULV操作系统0构成分布式微机网络并行计算环境0将上述算法用于某型号飞机机翼及某型号挂架动力特性的并行计算0在该并行环境下的数值试验表明所给算法是非常有效的W关键词!杆壳结构(动力分析(QCR(微机网络并行(子空间迭代中图分类号!X"&’(X$&"文献标识码!YZ引言‘单元刚度矩阵的并行计算及总刚度矩阵的组装在结构分析中应用并行计算是从,#年代开始的0GDDK等人[’0"首先从并行处理的角度出发0论‘FZ单元刚度矩阵并行计算的基本思想结构经有限

3、元离散化后0单元刚度矩阵的计算述了并行计算机对有限元发展的影响W周树荃和组装是独立的[$等[$%/结合银河系列并行机的特点0详细讨论了结W将所有单元刚度矩阵按结点编号0依据对号入座的原则进行装配0形成总刚度矩构分析的并行算法W网络并行是近年来国际上并行阵[a即[ab+e.环境的一个重要的发展方向W所谓网络并行0就是c[d因此可以使每个结点机+或QCR进程.并行执行一部分单元刚度矩阵充分利用网络上的计算机资源0实现大型问题的计的计算和组装W假设进程f执行第h个单元到gg算WQCR+QMKMEEIECTK]LMERM^_TUI.是由美国国家第h个单元刚度矩阵的计算和组装

4、0[a是局ijk基金会资助的公开软件系统0具有系统规模小及通部坐标系中的单元子矩阵W[lm是坐标变换矩用性强的特点0目前各大并行机公司生产的并行机阵0则相应的总坐标系中的单元子矩阵[ajkb支持QCR0而且公开的操作系统STULV支持n[lm[ajk[lmW总刚度矩阵采用一维下三角变QCRW微机网络并行环境是指将多台微机连成一带宽形式存储0用数组oa表示W当jpk时将[a个星状结构0在每台微机上安装STULV及QCR+或jk的下三角部分+包括主对角线.叠加到oa相应的其它操作系统及相应的应用软件.构成一个分布式位置0jqk时0由刚度矩阵的对称性0[a不需计的并行计算

5、环境0使用这一方法可以花费很少的投jk算W质量矩阵的计算与组装和刚度矩阵的计算与组资建立并行计算环境0这对我国的教育部门来说无装类似0这里只给出总刚度矩阵的并行算法W疑是个福音W本文针对微机网络并行环境的特性0空间铰接杆可以看成是空间刚接杆的一种特设计了杆壳组合结构问题动力分析并行算法0并将殊情况0其单元子矩阵为该算法应用于某型号飞机机翼以及某型号挂架动力特性的并行计算0在QCR环境下的微机网络并rakaktgggie[ab+’.行计算环境上得以实现0并得到了很高的加速比Wkksaigaiiu收稿日期!"##$%#&%’&(修改稿收到日期!"##$%#)%#’*式中akjk+

6、j0kbg0i.为杆单元的单元子矩阵W同基金项目!国家自然科学基金+’#",’#--.资助项目*作者简介!王顺绪+’)/"%.0男0副教授0博士生*样0平面三角形应力单元和板弯曲三角形单元刚度万方数据矩阵的一般形式为第8期王顺绪k微机网络并行环境下杆壳组合结构动力特性并行计算j

7、迭代算法描述壳单元是三角形薄板单元和平面应力三角形子空间迭代法的目的是求解广义特征值问题单元的组合3其单元刚度矩阵的一般形式同式./03!"#Q%R!S#Q的前9个特征值和相应的特征向单元子矩阵是一个块对角矩阵3对角块是平面应力量5经结构约束处理后矩阵!"#对称正定3!S#为三角形单元和三角形薄板单元的单元子块5质量矩阵3C为矩阵!"#和!S#的阶数5设矩阵!"#676单元刚度矩阵的并行计算与组装的TUVWXYZ[分解为!"#%;;@3其中;为下三角矩算法8.结点机或进程9中单元