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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書系統(tǒng)介紹了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算的理論方法、關(guān)鍵技術(shù)、軟件系統(tǒng)和應(yīng)用實(shí)例。主要內(nèi)容包括并行計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和并行算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算的理論基礎(chǔ)、軟件設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)集成方法，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算的三類主要方法（隱式并行計(jì)算方法、顯式并行計(jì)算方法和精細(xì)積分并行計(jì)算方法）以及在土木工程和機(jī)械工程中的典型應(yīng)用實(shí)例。本書體系完整、內(nèi)容豐富、取材新穎?？晒氖掠?jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算力學(xué)、并行計(jì)算、高性能計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助工程、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域研究與應(yīng)用的技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　金先龍，男，博士，1961年8月出生?，F(xiàn)任上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院、上海交通大學(xué)機(jī)械系統(tǒng)及振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、博士生導(dǎo)師，上海交通大學(xué)高性能計(jì)算中心主任，上海超級(jí)計(jì)算中心上海交通大學(xué)分中心主任，全國(guó)專用汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)委員會(huì)副主任，全國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專業(yè)委員會(huì)理事，上海市道路交通安全協(xié)會(huì)常務(wù)理事，上海市道路交通事故預(yù)防咨詢專家等。金先龍教授長(zhǎng)期致力于利用計(jì)算數(shù)學(xué)、計(jì)算力學(xué)的最新理論，計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程的最新技術(shù)，解決工程實(shí)際問題。在理論上，主要研究非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、流固耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的數(shù)值計(jì)算方法。在技術(shù)上，主要研究并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算和分布計(jì)算等高性能計(jì)算技術(shù)。在應(yīng)用上，主要集中在解決交通運(yùn)輸、現(xiàn)代工業(yè)、重大工程、國(guó)防裝備等領(lǐng)域的復(fù)雜結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題。1985年至今，金先龍教授以第一作者和第二作者（第一作者是其指導(dǎo)的研究生）共發(fā)表學(xué)術(shù)論文120余篇，其中，SCI收錄l3篇，EI收錄80余篇。撰寫了學(xué)術(shù)專著《交通事故數(shù)字化重構(gòu)理論與實(shí)踐》，參加編寫了《汽車工程手冊(cè)（設(shè)計(jì)篇）》、《專用汽車設(shè)計(jì)》、《專用汽車構(gòu)造》、《國(guó)外專用汽車新技術(shù)》等專業(yè)書和教材。2000年至今，金先龍教授作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和主要參加者先后承擔(dān)了近20項(xiàng)國(guó)家和上海市的科研項(xiàng)目。其中包括：國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家自然基金面上項(xiàng)目2項(xiàng)、國(guó)家863計(jì)劃課題4項(xiàng)、國(guó)家教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家科技部社會(huì)共益項(xiàng)目1項(xiàng)、上海市科委攻關(guān)項(xiàng)目3項(xiàng)、上海市信息委信息化專項(xiàng)6項(xiàng)等。有6項(xiàng)成果通過了上海市科委的鑒定，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。申請(qǐng)發(fā)明專利（已公開）10項(xiàng)，獲得計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)8項(xiàng)。2005年，金先龍教授作為第一完成人的科研成果“基于超級(jí)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)并行算法設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)與工程應(yīng)用”獲得了上海市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

圖書目錄

第1章緒論
1.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算的目的與意義
1.2 并行計(jì)算機(jī)與并行軟件的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 并行計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 并行軟件開發(fā)環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 并行計(jì)算程序庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.4 并行計(jì)算有限元軟件的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3　并行算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)
1.3.1　并行算法的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
1.3.2　并行算法的設(shè)計(jì)流程
1.4　本書內(nèi)容安排
第2章　結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算的理論基礎(chǔ)
2.1　稀疏矩陣?yán)碚?br /> 2.1.1　稀疏矩陣的存儲(chǔ)形式
2.1.2　稀疏矩陣結(jié)構(gòu)的圖表示
2.1.3　稀疏矩陣的分塊技術(shù)
2.1.4　稀疏矩陣的排序
2.2　線性方程組的計(jì)算方法
2.2.1　直接求解法
2.2.2　迭代求解法
2.3　特征值問題的計(jì)算方法
2.3.1 Lanczos過程
2.3.2 Lanczos算法
2.3.3 隱式重啟動(dòng)Arnoldi（Lanczos）方法
第3章　結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算的程序設(shè)計(jì)方法
3.1　數(shù)學(xué)計(jì)算的并行程序庫(kù)
3.1.1 線性方程組直接求解法的并行程序庫(kù)
3.1.2　線性方程組迭代求解法的并行程序庫(kù)
3.1.3　特征值問題求解的并行程序庫(kù)
3.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的并行計(jì)算程序
3.2.1　結(jié)構(gòu)靜力分析的并行計(jì)算程序
3.2.2　結(jié)構(gòu)模態(tài)分析的并行計(jì)算程序
3.2.3　結(jié)構(gòu)屈曲分析的并行計(jì)算程序
3.3　計(jì)算實(shí)例
3.3.1　結(jié)構(gòu)靜力分析的計(jì)算實(shí)例
3.3.2　結(jié)構(gòu)模態(tài)分析的計(jì)算實(shí)例
3.3.3　結(jié)構(gòu)屈曲分析的計(jì)算實(shí)例
第4章　結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算的系統(tǒng)集成方法
4.1　求解器軟件集成方法
4.1.1 Nastran二次開發(fā)
4.1.2 DMAP的結(jié)構(gòu)和功能
4.1.3　方程組的自由度
4.1.4　建立新的求解序列
4.2　前后處理器軟件集成方法
4.2.1 Patran二次開發(fā)
4.2.2 PCL的結(jié)構(gòu)與功能
4.3　應(yīng)用實(shí)例
4.3.1 項(xiàng)目背景與總體思路
4.3.2 求解器集成軟件
4.3.3 前后處理器集成軟件
第5章結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的隱式并行計(jì)算方法
5.1 隱式計(jì)算的基本原理
5.1.1 中心差分法隱式格式
5.1.2 Newmark法
5.2 隱式計(jì)算的并行方法
5.2.1 并行排序
5.2.2 并行數(shù)值分解
5.2.3 并行符號(hào)分解
5.2.4 并行求解三角方程
5.3 隱式計(jì)算的并行程序
5.4 計(jì)算實(shí)例
5.4.1 計(jì)算模型
5.4.2 并行加速比
第6章結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的顯式并行計(jì)算方法
6.1 顯式計(jì)算的基本原理
6.1.1 顯式計(jì)算的控制方程
6.1.2 顯式計(jì)算的遞推方程
6.1.3顯式計(jì)算的關(guān)鍵問題
6.2　顯式計(jì)算的并行方法
6.2.1　區(qū)域分割方法
6.2.2　臨界子區(qū)域數(shù)的確定
6.2.3　接觸均衡的區(qū)域分割方法
6.3　計(jì)算實(shí)例
6.3.1 空心管碰撞過程的數(shù)值模擬
6.3.2　汽車碰撞過程的數(shù)值模擬
第7章　結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的精細(xì)積分并行計(jì)算方法
7.1　精細(xì)積分法的基本原理
7.1.1　結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程的積分變換
7.1.2　指數(shù)矩陣的精細(xì)計(jì)算
7.1.3　積分方程的多種求解格式
7.1.4　精細(xì)積分法的誤差
7.1.5　精細(xì)積分法的穩(wěn)定性
7.1.6　精細(xì)積分法的參數(shù)選擇
7.1.7　指數(shù)矩陣的自適應(yīng)算法
7.2　精細(xì)積分法的并行計(jì)算
7.2.1 Fourier展開格式的并行計(jì)算
7.2.2　直接積分和級(jí)數(shù)解格式的并行計(jì)算
7.2.3　細(xì)粒度并行算法
7.3　計(jì)算實(shí)例
7.3.1 Fourier級(jí)數(shù)格式的并行計(jì)算實(shí)例
7.3.2 直接積分格式的并行計(jì)算實(shí)例
7.3.3　級(jí)數(shù)解格式的并行計(jì)算實(shí)例
7.3.4 精細(xì)積分法的細(xì)粒度并行計(jì)算實(shí)例
第8章　并行計(jì)算在土木工程中的典型應(yīng)用
8.1　海島碼頭工程場(chǎng)地地震反應(yīng)的數(shù)值模擬
8.1.1 項(xiàng)目背景
8.1.2　工程場(chǎng)地三維實(shí)體建模
8.1.3　工程場(chǎng)地三維有限元建模
8.1.4　邊界條件和基巖輸入
8.1.5　數(shù)值模擬結(jié)果及分析
8.2　沉管隧道結(jié)構(gòu)抗震性能的數(shù)值模擬
8.2.1　項(xiàng)目背景
8.2.2　沉管隧道三維實(shí)體建模
8.2.3　沉管隧道三維有限元建模
8.2.4　材料特性的選擇
8.2.5　數(shù)值模擬結(jié)果及分析
第9章　并行計(jì)算在機(jī)械工程中的典型應(yīng)用
9.1　汽車碰撞安全性的數(shù)值模擬
9.1.1 項(xiàng)目背景
9.1.2　汽車三維有限元建模
9.1.3 汽車正面碰撞的數(shù)值模擬
9.1.4　汽車碰撞事故再現(xiàn)
9.2　柔性儲(chǔ)液容器流固耦合的數(shù)值模擬
9.2.1　項(xiàng)目背景
9.2.2　流固耦合數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)
9.2.3　流固耦合數(shù)值模擬的典型應(yīng)用
參考文獻(xiàn)