土木工程论文：土木工程 有限元 并行计算 软件架构

土木工程论文：土木工程有限元并行计算应用及其软件架构【中文摘要】有限元法是当今工程分析中使用最广泛的数值计算 方法。它的实际应用是伴随着电子计算机的出现而开始;到 20 世纪 70 年代,伴随着计算机科学与技术的快速发展,有限元法在理论、方 法的研究、计算机程序的开发以及应用领域的拓展等方面都取得了极 大的发展。20 世纪90 年代以来,随着并行计算机体系结构的成熟以 及美国的“High Performance Computing and Communication (HPCC) ” 和 “Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI) ”研究 计划的相继实施,并行计算得到了快速发展。有限元并行计算的是通 过使用有限元方法和并行计算技术来求解社会生活中所遇到的越来 越复杂的工程问题。本文将从以下四个方面展开工作:一、在 Windows XP系统上，使用虚拟软件虚拟3台Centos 5.2系统的计算机。通过虚拟的计算机构建Beowulf集群，其中主要 内容包括:、NFS服务(提供网络文件挂载的功能)；、SSH服务(提 供网络远程安全登陆的功能)；、NTP服务(提供结点间的时间同步 功能)；【英文摘要】 As a numerical method， the Finite Element Method (FEM) is being used mostly widely in engineering analysis. With the computers being invented， the FEMs application for large engineering problems becomes feasibleAnd from the 1970s， accompanied by the fast development of the computer science and technology, the FEM has achieved a great development in its theory, methods of study, computer program and its application. Since 1990, along with the parallel computer architectures maturity and the impotant int.【关键词】土木工程 有限元 并行计算 软件架构【英文关键词】Civil Engineering Finite Element Parallel Computing Software Architecture【索购全文】联系 EJQ1： 138113721 EJQ2： 139938848 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务保过包发【目录】土木工程有限元并行计算应用及其软件架构 摘要5-6 ABSTRACT 6-7 前言 11-19 一、计算机集群的 定义及分类12-13 二、高性能计算集群(HPCC: HighPerformance Computing cluster) 13 三、并行计算13-14 四、 Beowulf 集群 14-15 五、有限单元法及编程15 六、有限元并行计算 15-16 七、有限元并行计算及 其软件架构 16 八、本文的研究内容 16 九、本文写作的 意义及个人感想 16-19 第一章 并行环境的配置19-351.1 并行计算 20-221.1.1 并行计算的社会需求 201.1.2 并行计算是什么？ 201.1.3 并行机分类与我国并行机系统的发展状况 20-221.2 Beowulf 集群34 22-241.2.1 Beowulf 集群的分类 Beowulf 集群工作方式 23-241.2.3 Beowulf 系统设计24-291.3.1 NFS 服务25-271.3.2 SSH 服务27-281.3.3 NTP 服务281.3.4 windows 下远程控制28-291.4 并行库 MPI29-341.4.1 241.3 虚拟 Beowulf 集群中的网络环境架设的安装说明39 29-31 1.4.2 在并行库下计算效率的比较31-34 1.5 本章小结 34-35 第二章 Adventure 编译安 装与使用 35-49 2.1ADVENTURE_TriPatch27 36-37 2.1.1 编译与安装过程36 2.1.2 程序的功能说明与使用 36-37 2.2 ADVENTURE_TetMesh26 37-39 2.2.1 AdvTetMesh_P 的安装 步骤 37 2.2.2 AdvTetMesh_M 的安装步骤 37-39 2.2.3 AdvTetMesh_S 的安装步骤 39 2.2.4 AdvTetMesh_E 的安装步 骤 39 2.3 ADVENTURE_IO23 39-40 2.3.1 编译与安装 过程 39 2.3.2 功能简介 39-40 2.4 ADVENTURE_BCtool21 40-42 2.4.1 系统配置要求40 2.4.2 编译与安装过程 40-42 2.4.3 功能简介42 2.5 ADVENTURE_Metis24 42-43 2.5.1 编译与安 装过程 42 2.5.2 功能简介 42 2.5.3 计算用例42-43 2.6 ADVENTURE_Solid25 43-44 2.6.1 编译与 安装过程 43 2.6.2 功能简介 43 2.6.3 计算用例43-44 2.7 ADVENTURE_Impact22 44-48 2.7.1 编译 与安装过程 44 2.7.2 功能简介 44-45 2.7.3 计算用例45-482.8 本章小结 48-49第三章 ADINA 数值模拟49-65 3.1 实验模型概述713 50-51 3.1.1 模型制 作 503.1.2 振动台实验 50-51 3.2 ADINA 建模1516179 51-57 3.2.1 模型简化 51-53 3.2.2 ADINA 有限元分析的基本步骤 53-54 3.2.3 建模过程54-57 3.3 ADINA 数值模拟 57-63 3.3.1 模态分析57-59 3.3.2 ADINA 单机计算 59-62 3.3.3 串并行计 算结果的对比与分析 62-63 3.4 本章小结 63-65 第四 章 土木工程有限元并行软件架构 65-79 4.1 软件工程66-684.1.1 软件开发411 66-67 4.1.2 软件生存周期 67-68 4.2 并行软件 68-73 4.2.1 与串行软件开 发异同点 68-69 4.2.2 本质特点 69-70 4.2.3 并行程 序设计模型128 70-73 4.3 编程风格 73-75 4.3.1 什么是编程风格 73-74 4.3.2 什么是优秀的编程风格74-75 4.4 土木工程有限元并行软件架构 75-78 4.4.1 有限元软件的组成 75-77 4.4.2 有限元并行软件架构要点77-784.5 本章小结 78-79第五章 结论与展望79-815.1 论文回顾 79-805.2 课题展望80-81参考文献 81-83 致谢83-84 个人简历84攻读硕士期间主要参与的项目84