《大規模結構動力學有限元並行計算》是科學出版社出版的圖書。
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出版信息
大規模結構動力學有限元並行計算
- 書號：9787030697004作者：范宣華等
- 外文書名：
- 裝幀：圓脊精裝開本：B5
- 頁數：238字數：318000語種：zh-Hans
- 出版社：科學出版社出版時間：2021-09-01
內容簡介
本書針對重大工程裝備對大規模結構動力學有限元分析精細數值模擬的迫切需求，介紹相關算法理論以及基於自主PANDA平台的並行實現，涵蓋模態分析、諧回響分析、回響譜分析、隨機振動分析以及時程回響分析等主要結構動力學分析類型，每種分析類型給出詳細的理論分析、算法設計、並行實現以及驗證算例和典型複雜裝備套用，多個套用算例計算能力達到“數億自由度、上萬CPU核”的水平。
圖書目錄
第1章 緒論 1
1.1 大規模結構動力學分析國內外研究現狀 5
1.1.1 國外發展動態 6
1.1.2 國內發展動態 9
1.2 本書主要結構 11
1.3 本書主要特點 12
參考文獻 13
第2章 並行計算框架和軟體平台 16
2.1 並行計算框架 16
2.1.1 框架的概念 16
2.1.2 基於並行計算框架的軟體研製思想 18
2.1.3 國內外典型的並行計算框架 19
2.1.4 JAUMIN框架 23
2.2 PANDA軟體平台 27
2.2.1 PANDA平台的發展歷程 27
2.2.2 PANDA平台的架構設計 30
2.2.3 PANDA平台下的主要軟體 39
2.3 並行計算硬體的發展概況 42
2.4 本章小結 43
參考文獻 44
第3章 大規模模態分析並行計算 46
3.1 模態分析研究進展 46
3.1.1 特徵值算法方面進展 46
3.1.2 特徵值計算軟體研究進展 51
3.2 Krylov類子空間模態分析算法設計 54
3.2.1 基本的Arnoldi算法 54
3.2.2 隱式重啟動Arnoldi算法 55
3.2.3 Krylov-Schur算法 58
3.2.4 譜變換與大型稀疏線性方程組求解 60
3.2.5 算法設計 64
3.3 Davidson類子空間模態分析算法設計 67
3.3.1 基本Davidson算法 68
3.3.2 標準Jacobi-Davidson算法 69
3.3.3 模態分析中的Jacobi-Davidson算法設計 71
3.4 模態分析並行計算實現及套用 78
3.4.1 模態分析並行實現 78
3.4.2 模態分析套用實例 80
3.5 本章小結 88
參考文獻 90
第4章 大規模諧回響分析並行計算 94
4.1 諧回響分析理論體系 94
4.1.1 節點力諧回響分析 94
4.1.2 基礎激勵諧回響分析 96
4.1.3 基礎激勵和節點力共同作用下的諧回響分析 102
4.1.4 多點定頻激勵回響分析 103
4.1.5 諧回響分析中的應力求解 104
4.2 諧回響分析算法設計與並行實現 105
4.2.1 諧回響分析算法設計 105
4.2.2 諧回響分析曲線頻率離散算法 107
4.2.3 諧回響分析並行實現 108
4.3 諧回響分析並行計算套用 112
4.3.1 扇形體 Benchmark算例 112
4.3.2 光機裝置套用算例 115
4.4 本章小結 117
參考文獻 118
第5章 大規模回響譜分析並行計算 119
5.1 回響譜分析相關理論 120
5.1.1 回響譜分析基本概念與假設 120
5.1.2 地震回響譜基本理論 121
5.1.3 設計回響譜 122
5.1.4 基於模態疊加法的單點回響譜分析理論 123
5.1.5 基於模態疊加法的多點回響譜分析理論 125
5.1.6 模態組合方法 126
5.2 回響譜分析算法設計與並行實現 128
5.2.1 回響譜分析算法設計 128
5.2.2 回響譜分析並行實現 128
5.2.3 回響譜分析主要計算流程 130
5.2.4 譜曲線管理 134
5.2.5 回響譜分析的後處理 137
5.2.6 回響譜分析輸入檔案 137
5.3 回響譜分析並行計算套用 140
5.3.1 扇形體Benchmark算例 140
5.3.2 核電站地震回響分析套用算例 143
5.3.3 光機裝置套用算例 146
5.4 本章小結 148
參考文獻 149
第6章 大規模隨機振動分析並行計算 151
6.1 隨機振動相關理論及算法設計 151
6.1.1 單點基礎激勵隨機振動分析 151
6.1.2 多點基礎激勵隨機振動分析 156
6.1.3 自由體多點脈動壓力下的隨機振動分析 166
6.2 隨機振動並行實現 178
6.2.1 多點基礎激勵隨機振動分析並行實現 178
6.2.2 自由體多點脈動壓力隨機振動分析並行實現 186
6.3 隨機振動分析並行計算套用 190
6.3.1 Benchmark算例 190
6.3.2 光機和飛行器典型套用算例 194
6.4 本章小結 204
參考文獻 205
第7章 振動時程回響分析並行計算 206
7.1 Newmark法及其並行實現 206
7.1.1 Newmark法相關理論 206
7.1.2 Newmark法在PANDA中的並行實現 208
7.1.3 數值算例 209
7.2 Wilson-θ法及其並行實現 215
7.2.1 Wilson-θ法相關理論 215
7.2.2 Wilson-θ法在PANDA中的並行實現 218
7.2.3 數值算例 219
7.3 基於模態疊加和Simpson數值積分的時程分析與並行實現 222
7.3.1 模態疊加與Simpson積分相關算法理論 222
7.3.2 Simpson時程積分算法在PANDA中的並行實現 229
7.3.3 數值算例 234
7.4 本章小結 236
參考文獻 237
致謝 239
索引 240
