基于显-隐式格式的三维时域土-结相互作用分析的异步并行算法  被引量:14

Asynchronous parallel algorithm for three-dimensional soil-structure interaction analysis based on explicit-implicit integration scheme

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作  者:陈少林[1] 王俊泉 刘启方[2] 周国良 唐晖 

机构地区:[1]南京航空航天大学土木工程系,南京210016 [2]中国地震局工程力学研究所,哈尔滨150080 [3]环境保护部核与辐射安全中心,北京100101

出  处:《中国科学:技术科学》2017年第12期1321-1330,共10页Scientia Sinica(Technologica)

基  金:国家自然科学基金(批准号:51378260);国家重大科技专项(编号:2013ZX06002001-9);南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(编号:kfjj20170107)资助项目

摘  要:提出了一种分析三维时域土-结构动力相互作用的并行计算方法.该方法利用显式和隐式积分格式各自的优点,采用集中质量显式有限元和黏弹性人工边界模拟无限域地基,采用隐式积分格式有限元法计算上部结构的响应,两者可采用不同的时间步距.在此基础上,采用MPI通信协议,提出了土-结构系统中土体区域的并行计算方法,以及土体区域与结构间的异步并行计算方法,并通过自编的Fortran源程序实现了地震作用下土-结相互作用分析的并行计算.以某一核电结构模型为例,分别采用串行算法和并行算法分析了土-核电结构体系在SV波输入下的反应,验证了本文并行算法的可行性和高效性.A computationally efficient explicit-implicit FEM in parallel manner to analyze the response of three-dimensional soil-structure system subjected to seismic wave is presented. The unbounded soil is modelled by lumped-mass explicit finite element method and viscoelastic artificial boundary, the structure is analysed through implicit finite element method, and response of the rigid foundation is calculated through explicit time integration scheme. The different time steps can be chosen for the explicit and implicit integration scheme,which can greatly improve the efficiency. The synchronous and asynchronous parallel algorithms using MPI are proposed for the soil-structure interaction analysis. The codes for this method are programmed. Example for seismic response analysis of a nuclear plant is given, which validates the feasibilty and efficiency of the proposed method.

关 键 词:土-结相互作用 集中质量显式有限元 黏弹性人工边界 并行算法 显-隐式积分格式 

分 类 号:TU311.3[建筑科学—结构工程] TU435

 

参考文献:

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引证文献:

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