結構動力學并行計算方法及應用

第1章 緒論
1.1 結構動力學并行計算的目的與意義
1.2 并行計算機與并行軟件的發(fā)展現狀
1.2.1 并行計算機的發(fā)展現狀
1.2.2 并行軟件開發(fā)環(huán)境的發(fā)展現狀
1.2.3 并行計算程序庫的發(fā)展現狀
1.2.4 并行計算有限元軟件的發(fā)展現狀
1.3　并行算法設計的基礎知識
1.3.1　并行算法的評估標準
1.3.2　并行算法的設計流程
1.4　本書內容安排
第2章　結構動力學并行計算的理論基礎
2.1　稀疏矩陣理論
2.1.1　稀疏矩陣的存儲形式
2.1.2　稀疏矩陣結構的圖表示
2.1.3　稀疏矩陣的分塊技術
2.1.4　稀疏矩陣的排序
2.2　線性方程組的計算方法
2.2.1　直接求解法
2.2.2　迭代求解法
2.3　特征值問題的計算方法
2.3.1 Lanczos過程
2.3.2 Lanczos算法
2.3.3 隱式重啟動Arnoldi（Lanczos）方法
第3章　結構動力學并行計算的程序設計方法
3.1　數學計算的并行程序庫
3.1.1 線性方程組直接求解法的并行程序庫
3.1.2　線性方程組迭代求解法的并行程序庫
3.1.3　特征值問題求解的并行程序庫
3.2 結構動力學的并行計算程序
3.2.1　結構靜力分析的并行計算程序
3.2.2　結構模態(tài)分析的并行計算程序
3.2.3　結構屈曲分析的并行計算程序
3.3　計算實例
3.3.1　結構靜力分析的計算實例
3.3.2　結構模態(tài)分析的計算實例
3.3.3　結構屈曲分析的計算實例
第4章　結構動力學并行計算的系統集成方法
4.1　求解器軟件集成方法
4.1.1 Nastran二次開發(fā)
4.1.2 DMAP的結構和功能
4.1.3　方程組的自由度
4.1.4　建立新的求解序列
4.2　前后處理器軟件集成方法
4.2.1 Patran二次開發(fā)
4.2.2 PCL的結構與功能
4.3　應用實例
4.3.1 項目背景與總體思路
4.3.2 求解器集成軟件
4.3.3 前后處理器集成軟件
第5章 結構動力學的隱式并行計算方法
5.1 隱式計算的基本原理
5.1.1 中心差分法隱式格式
5.1.2 Newmark法
5.2 隱式計算的并行方法
5.2.1 并行排序
5.2.2 并行數值分解
5.2.3 并行符號分解
5.2.4 并行求解三角方程
5.3 隱式計算的并行程序
5.4 計算實例
5.4.1 計算模型
5.4.2 并行加速比
第6章 結構動力學的顯式并行計算方法
6.1 顯式計算的基本原理
6.1.1 顯式計算的控制方程
6.1.2 顯式計算的遞推方程
6.1.3顯式計算的關鍵問題
6.2　顯式計算的并行方法
6.2.1　區(qū)域分割方法
6.2.2　臨界子區(qū)域數的確定
6.2.3　接觸均衡的區(qū)域分割方法
6.3　計算實例
6.3.1 空心管碰撞過程的數值模擬
6.3.2　汽車碰撞過程的數值模擬
第7章　結構動力學的精細積分并行計算方法
7.1　精細積分法的基本原理
7.1.1　結構動力方程的積分變換
7.1.2　指數矩陣的精細計算
7.1.3　積分方程的多種求解格式
7.1.4　精細積分法的誤差
7.1.5　精細積分法的穩(wěn)定性
7.1.6　精細積分法的參數選擇
7.1.7　指數矩陣的自適應算法
7.2　精細積分法的并行計算
7.2.1 Fourier展開格式的并行計算
7.2.2　直接積分和級數解格式的并行計算
7.2.3　細粒度并行算法
7.3　計算實例
7.3.1 Fourier級數格式的并行計算實例
7.3.2 直接積分格式的并行計算實例
7.3.3　級數解格式的并行計算實例
7.3.4 精細積分法的細粒度并行計算實例
第8章　并行計算在土木工程中的典型應用
8.1　海島碼頭工程場地地震反應的數值模擬
8.1.1 項目背景
8.1.2　工程場地三維實體建模
8.1.3　工程場地三維有限元建模
8.1.4　邊界條件和基巖輸入
8.1.5　數值模擬結果及分析
8.2　沉管隧道結構抗震性能的數值模擬
8.2.1　項目背景
8.2.2　沉管隧道三維實體建模
8.2.3　沉管隧道三維有限元建模
8.2.4　材料特性的選擇
8.2.5　數值模擬結果及分析
第9章　并行計算在機械工程中的典型應用
9.1　汽車碰撞安全性的數值模擬
9.1.1 項目背景
9.1.2　汽車三維有限元建模
9.1.3 汽車正面碰撞的數值模擬
9.1.4　汽車碰撞事故再現
9.2　柔性儲液容器流固耦合的數值模擬
9.2.1　項目背景
9.2.2　流固耦合數值模擬的理論基礎
9.2.3　流固耦合數值模擬的典型應用
參考文獻