基于Woodbury+OpenMP的结构非线性地震反应并行分析方法

摘要：

非线性地震反应分析已成为评价工程结构抗震性能的重要技术手段,随着结构规模的增大,非线性引发的大规模刚度矩阵迭代更新成为制约结构分析效率的关键因素.基于Woodbury公式的结构非线性地震反应分析法(Woodbury方法)是一类新型高效数值分析方法,此类方法利用结构在地震作用下的局部非线性特征,能够在保证较高迭代收敛速率的同时有效避免结构刚度矩阵实时变化及由此导致的计算效率低下.然而,当前相关研究均基于串行计算模式,并未充分利用计算硬件的并行计算能力.引入OpenMP模式对Woodbury方法进行并行加速,提出了一种用于结构高效非线性地震反应分析的并行计算方法,该方法首先将每个迭代计算步划分为非线性相关系数矩阵计算更新、基于Woodbury公式的位移响应求解、单元状态确定3个主要计算部分,随后通过建立非线性相关系数矩阵的分块计算方法,将Woodbury公式的计算过程拆解为6个可并行的计算步,对各单元状态进行单独判定,分别建立了适用于三者的OpenMP并行加速策略,实现了算法的全过程并行优化.最后,通过对一个高层结构进行地震反应分析验证了该方法的准确性和高效性.

关键词：地震反应分析、结构非线性、Woodbury公式、OpenMP并行计算

所属期刊栏目：42

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国博士后科学基金面上项目;辽宁省兴辽英才计划资助项目

在线出版日期：2023-02-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：21-29,49