【摘要】：仿真技术作为人类认識和改造自然的重要手段,在军事,工程应用,卫生,教育和国民经济的许多其他领域,都起到了越来越重要的作用,其中发展最迅速并且也是应用最為广泛的有限元技术也受到人们越来越多的重视有限元技术现在已经遍及了核工业,宇航工业,汽车机电业,化工业,和海洋工业等领域。随着囿限元技术应用范围的不断扩大,传统有限元解法由于运算速度的原因,已经不能满足工业生产和科学研究的需求随着多核处理器技术的迅猛发展和多核处理器计算机的普遍,原来只能是大型服务器才能配备的多核处理器计算机,现在已经遍布在PC机上。多核处理器技术和并行计算技术的逐渐成熟为有限元分析应用提供了新的解决办法,运用并行计算的原理,在有限元中采用并行处理技术,根据每个进程负载的不同,动态的調整每个工作进程的任务量,充分利用多核处理器计算机的优势,可以大大提高有限元程序的运行速度,无论是在工业生产还是科学研究中都有非常重要的实践价值 本文采用显示有限元法、EBE方法和区域分解方法对多进程在多核处理器环境下的并行有限元调整进程负载的原理、策畧和实现方法做了研究,主要面向目前比较普及的多核处理器计算机和并行有限元技术。优化了有限元程序的并行计算,在考虑多核处理器计算机通信开销和进程计算负载的情况下,对进程的计算任务进行比较合理的动态调整每个参与进程接到计算任务后,并行地调用有限元程序進行计算,在计算的迭代时间步长内,根据进程的负载情况判断是否需要进行计算任务的调整,计算完成后,通过后处理程序将得到的结果整合,以圖像的形式展现给客户,在客户看来操作简单,结果直观,有着较强的易用性。 本文首先对并行计算、有限元方法和进程负载的动态调整做了简單的阐述,然后分别介绍了有限元并行化方法和有限元区域分解的原理,由这些原理设计并实现了在多核处理器环境下通过动态调整进程负载來优化并行有限元方法的系统接下来通过高速碰撞有限元并行算法的实际应用分别说明了系统实现的方法、原理和具体步骤。本文选用善于处理科学计算的FORTRAN语言和相应的MPI接口,编制了模拟圆柱体高速碰撞刚性墙的程序,并对结果做了简要的分析和评价,结果表明,本文所描述的动態可调整负载并行有限元算法可以加快有并行限元程序的计算速度,提高并行有限元程序的运行效率

【学位授予单位】：吉林大学
【学位授予年份】：2011