基于区域分解法的地下水有限元并行数值模拟

地下水系统概念的出现对地下水模拟技术、地下水决策支持管理提出了新的要求，比如地下水系统中同时包含包气带模型和饱和带模型，或在饱和带中同时出现孔隙介质模型和裂隙介质模型，更可能在建造地下水模型的同时必须结合考虑地表水模型，所有的这些顾虑和可能均会使模型复杂化，且不说用目前流行的数值方法难于求解，就算能求解也势必造成计算工作量的剧增，这就需要借助高性能计算机来担任这项工作．相对于代价高昂的共享内存多处理器技术，基于分布式模型的机群计算技术为此项工作的实现提供了可能．讨论了如何利用机群计算技术，实现地下水有限元并行数值模拟．从地下水有限元模型的并行求解可能、基于区域分解法的并行算法、并行编程以及并行计算的实现各方面着手，系统地阐述了地下水有限元并行模拟的关键技术，并将该方法应用于一个理想的地下水溶质运移模型中，取得了成功．还讨论了方法的应用前景，包括利用机群计算技术实现对整个流域的地下水进行准实时模拟，为地下水调度提供决策依据．     

有限元软件结构分析模块的并行开发及应用

通过有限元分析软件结构分析模块在“神威Ⅰ”超级计算机上的并行化二次开发，把商用有限元软件强大的前后处理能力与超级计算机的高性能计算能力结合起来，扩大了分析规模，提高了分析速度．算例分析验证了该研究的正确性和高效性，为大型工程计算提供了强有力的工具．     

网格环境下基于价格模型的分布存储研究

从市场经济的角度来研究网格环境下的分布存储,以适应未来商务的发展.在研究过程中,将经济学中的价格模型应用于网格中,给出了基于供需平衡的存储资源获得机制,通过需求量和价格之间的相互制约,来维持网格市场的供需平衡.相时于以往研究中主要考虑服务提供者的利益而言,本策略维护了服务提供者和服务需求者双方的利益,能较好地完成存储资源的分配和任务调度.     

有限元中稀疏矩阵的存储

本文主要介绍了稀疏矩阵的定义以及稀疏矩阵的存储方案.并且简要介绍了在有限元通用软件中的稀疏矩阵.     

适用于云存储的并行无证书代理重加密方案

为了保证云存储中数据的安全访问控制,并基于CPU已进入多核阶段的现状,将并行计算思想用于代理重加密算法中,提出了一个并行代理重加密方案(PCL-PRE).数据拥有者使用对称加密密钥(DEK)加密敏感数据,同时使用代理重加密算法加密该DEK,将这些加密内容存储于云存储中心.云存储中心作为半可信的代理节点,根据访问控制列表,将数据拥有者的DEK进行代理加密,转化为多个接收者可以用自己私钥解密的密文,而在整个过程中都无法获取任何明文信息.接收者收到密文后,即可解密.该方案使用随机数复用技术,对消息进行优化并行,并结合密文聚合,进一步提高了传输效率.实验表明,并行代理重加密方案具有明显的效率优势.     

有限元并行计算的MPI程序设计

以Poisson方程边值问题的求解为背景,实现了有限元并行计算的MPI程序设计.通过生成一种特殊结构的刚度矩阵,并在此基础上,设计了一套有效的并行计算策略,使计算的并行性得到很好的开拓,实现了包括刚度矩阵的生成、刚度矩阵的三角分解以及解三角方程组的并行执行.程序在国家高性能计算中心(西安)的曙光3000上进行了数值试验,结果表明,随着开辟进程数目的增多,加速比变得比较理想,当进程数目为30时,表明该进程数目在最优进程值附近.在60台处理器(进程)上计算18万个节点的大规模问题时,共耗时176 96415s.     

高聚物注塑成型填充过程有限元分析并行迭代算法

进行了高聚物注塑成型填充过程并行数值仿真分析.首先给出问题的控制方程,然后用Galerkin法将其离散为有限元系统方程.发展了一个并行子结构迭代并行算法,该算法在有限元区域分解的基础上,将有限元节点分为子区域内部点、二子区域边界点和多子区域边界点,在此基础上实现了有限元方程的组集和求解的并行化,并研制了相应的程序.讨论了该算法的并行执行.最后给出两个注塑填充过程压力场分析的实例,数值算例表明所提方法有较高的并行计算效率,可以适应高聚物成型填充过程仿真分析的需要.     

并行技术在电磁有限元计算中的应用

有限元方法FEM(Finite Element Method)是计算电磁学中非常重要的一种方法,而当问题规模较大时或计算量较大时,传统串行单机FEM难以胜任.本文在基于消息传递(MPI)的分布式并行系统上,采用有限元方法对电磁场问题进行并行求解.有限元方法形成的系数矩阵可以表示成块三对角矩阵,适合采用并行多分裂方法高效求解.并行计算技术的运用减少了计算时间并扩展了可处理问题的规模.结果表明,将并行技术应用于电磁有限元计算是有效并且可行的.     

分布存储的流媒体代理服务器协作算法探讨

对于地理上分布较广的流媒体服务系统，采用分布式流媒体代理服务器集群，可减少上联广域带宽消耗，缩短访问距离，增强服务能力，关键要解决代理服务器的协作问题．用户请求调度的判定问题实际上属于NP完全问题，提出分布存储的流媒体代理服务器协作算法，并对近似解和最优解之间的相对偏差进行了讨论．     

PC机群上FOX乘法的并行实现

分析了并行计算技术和机群系统的特点,提出了PC机群上FOX乘法并行实现的算法原理,并提出了改进算法.数值结果表明改进的算法收到较好的效果.     

线性元有限体积元法的一种并行格式

为有效解决规模庞大的数值计算问题,充分利用机器资源,提高计算效率,基于线性元有限体积格式,通过区域分解法,在三角形网格上提出一种适用于在多核机器或并行系统上运算的并行格式.数值实验结果表明,该格式在各类扭曲网格上,不仅可达到最佳的收敛速度,而且拥有良好的并行效率.     

工作站群的并行计算性能

利用现有的某些应用实例，比较了工作站群和并行机用于并行计算方面的性能，说明工作站群在某些应用场合可以取代并行机．     

向量式有限元桁架结构并行程序节点分配技术

结合向量式有限元(VFIFE)的计算规则以及桁架结构的特点,提出了一种并行程序节点分配机制.通过对桁架结构模型数据的分析,定义模型数据的分解规则,动态实现对模型数据的分解.依据分解的结果来动态划分并行计算的数据集,并且基于特定的并行计算框架完成并行计算.实例验证表明,该节点分配机制是有效的,并且极大地提高了计算效率.     

并行计算在分布式环境下的一种实现方法

介绍了一种并行计算的实现方法．通过在顺序程序中加入两种进程操作原语，用户就能使其应用程序在分布式环境下并行执行，从而提高速度．     

基于有限元分析的永磁电机重要参数求解

永磁电机设计中,一些重要的参数对设计效果有决定性的作用．在通常的设计中,往往根据经验数据束取定这些参数,需要多次校正。才能最终取得较好的设计效果．在设计永磁电机过程当中,采用有限元分析软件AnsoftEM来精确求解这些参数,取得了较好的设计效果．     

输电塔线体系的索杆混合有限元法

采用一种直线单元的非线性有限元法 ,建立了增量形式的索杆混合体系的静、动力平衡方程 ,并用Newton Raphson法求解了增量静力平衡方程 ,用Newmark β法直接积分了增量动力平衡方程 .以此为基础 ,分析了江阴的50 0kV输电线路中的一座拉线式塔的动力特性     

旁孔透射波法检测水泥搅拌桩的三维有限元分析

介绍了旁孔透射波法的原理和测试步骤,建立了桩-土体系的三维有限元模型并对这种无损检测方法在水泥搅拌桩中的应用进行了三维有限元分析.数值分析分别给出了饱和土、非饱和土地基中完整桩和缺陷桩的旁孔透射波信号,并由此分析了P波时-深图中特征与桩身质量的相关性.结果表明,旁孔透射波法简单易行,是适合于水泥搅拌桩检测的一种新方法.