土体－结构非线性耦合系统动力响应并行计算方法研究

摘要：

针对土体－结构非线性耦合（Soil-Structure Interaction，SSI）系统动力响应数值模拟带来的大规模计算量问题，提出基于 SSI 负载均衡及对偶图理论两种区域分解算法的并行计算方法。结合传统的贪婪法及递归坐标对分方法，对这四种方法的并行性能进行研究。SSI 采用基于对称罚函数的方法处理，系统方程采用显式中心差分有限元方法求解。对典型的 SSI 工程问题动力响应进行并行数值模拟，并对这四种方法的可扩展性进行分析。结果表明：基于 SSI 负载均衡的并行计算方法，充分考虑土体和结构耦合负载的均衡，并行效率最优，基于对偶图理论区域分解的方法和递归坐标对分方法效率次之，贪婪法并行效率最低；随核数增加，并行效率下降，需根据实际模型规模合理选择并行计算核数，获得最优的并行计算效益；基于罚函数的显式有限元方法能够较好的解决 SSI 动力响应问题。

关键词：结构-土体非线性耦合、区域分解、并行计算、动力响应、显式有限元、对称罚函数法

所属期刊栏目：35

分类号：TB122(工程基础科学)

资助基金：国家863高技术研究发展计划2012AA01 AA307；国家自然科学基金资助项目11272214；51475287

在线出版日期：2017-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：19-26