基于区域分解法的铝电解槽电场有限元分析并行计算研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第9-18页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-16页 |
| 1.2.1 铝电解槽电磁场仿真研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 有限元分析并行计算研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.3 区域划分策略研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 | 第16-18页 |
| 2 铝电解槽电场的有限元分析 | 第18-28页 |
| 2.1 有限元方法及分析过程 | 第18-21页 |
| 2.1.1 有限元方法的基本原理 | 第18-19页 |
| 2.1.2 有限元分析的基本过程 | 第19-21页 |
| 2.2 商业有限元软件在物理场仿真中的应用 | 第21-22页 |
| 2.3 铝电解槽电场有限元分析 | 第22-25页 |
| 2.3.1 电磁场基本方程组 | 第22-23页 |
| 2.3.2 铝电解槽电场有限元离散格式 | 第23-25页 |
| 2.4 单元分析中的等参元法 | 第25-27页 |
| 2.5 本章小结 | 第27-28页 |
| 3 基于区域分解法的有限元分析并行化 | 第28-42页 |
| 3.1 区域分解法 | 第28-32页 |
| 3.1.1 区域分解法的基本思想 | 第28-29页 |
| 3.1.2 整体矩阵向量与子域矩阵向量之间的关系 | 第29-31页 |
| 3.1.3 区域划分的目标及原则 | 第31-32页 |
| 3.2 有限元并行算法设计 | 第32-37页 |
| 3.2.1 预处理共轭梯度法 | 第32-33页 |
| 3.2.2 有限元SBS-PCG算法 | 第33-36页 |
| 3.2.3 有限元EBE-PCG算法 | 第36-37页 |
| 3.3 边界条件的并行处理 | 第37-41页 |
| 3.3.1 系数矩阵的分布式压缩存储 | 第37-38页 |
| 3.3.2 固定约束条件的并行化处理 | 第38-39页 |
| 3.3.3 载荷条件的并行化处理 | 第39-41页 |
| 3.4 本章小结 | 第41-42页 |
| 4 有限元分析并行计算系统的设计与实现 | 第42-53页 |
| 4.1 并行平台和并行环境的准备 | 第42-44页 |
| 4.1.1 并行平台的搭建 | 第42-43页 |
| 4.1.2 并行环境的配置 | 第43-44页 |
| 4.2 有限元并行系统的总体设计 | 第44-48页 |
| 4.2.1 有限元并行仿真的总体流程 | 第44-46页 |
| 4.2.2 有限元并行系统的数据接口及功能模块 | 第46-48页 |
| 4.3 有限元并行程序的实现 | 第48-52页 |
| 4.3.1 并行计算的主从编程模式 | 第49页 |
| 4.3.2 并行程序的进程间通信 | 第49-51页 |
| 4.3.3 模型数据的组织及单元退化问题 | 第51-52页 |
| 4.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 5 铝电解槽电场分布的并行仿真 | 第53-64页 |
| 5.1 铝电解槽电场分布并行仿真的实施 | 第53-59页 |
| 5.1.1 铝电解槽电场有限元模型的建立 | 第53-55页 |
| 5.1.2 铝电解槽电场有限元模型的区域划分 | 第55-56页 |
| 5.1.3 有限元并行仿真的启动步骤 | 第56-57页 |
| 5.1.4 并行求解结果的合并 | 第57-58页 |
| 5.1.5 铝电解槽电场仿真结果的可视化 | 第58-59页 |
| 5.2 仿真结果分析 | 第59-63页 |
| 5.2.1 计算精度分析 | 第59-60页 |
| 5.2.2 并行性能分析 | 第60-61页 |
| 5.2.3 区域分解法与EBE方法的比较分析 | 第61-63页 |
| 5.3 本章小结 | 第63-64页 |
| 6 总结与展望 | 第64-66页 |
| 6.1 总结 | 第64-65页 |
| 6.2 展望 | 第65-66页 |
| 参考文献 | 第66-72页 |
| 攻读学位期间主要研究成果 | 第72-73页 |
| 致谢 | 第73页 |
