基于Abaqus软件的并行计算异构集群平台的搭建

在异构集群上充分利用新、旧硬件资源调度计算任务是实现集群高性能并行计算的难点。通过测试已搭建集群服务器的CPU和内存对Abaqus软件计算速度的影响,发现CPU的主频对Abaqus/Explicit模块计算速度的影响大,CPU的缓存对Abaqus/Standard模块速度影响大;当内存满足计算任务的最小需求时,增加内存对计算速度无任何影响;当内存不足时,计算速度会大幅减慢。据此测试结果,新增4台服务器作为计算节点和一台Infiniband QDR交换机作为交换节点,搭建了新的异构集群,性能测试结果表明:相对于千兆以太网络交换机I,nfiniband QDR交换机的并行计算效率更好,且集群的计算节点越多越显著;Abaqus/Standard模块并行计算效率的提高幅度要比Abaqus/Explicit模块的稍高一些。针对异构集群硬件构架相差较大的2批新、旧硬件,设置了2个管理节点、2个网络节点、2个存储节点,充分利用了新、旧硬件资源,高效地实现了在一个异构集群平台上提交与下载任务。     

三维大型结构地震反应分析并行计算方法研究

随着科学技术的快速进步和经济条件的迅速改善,世界各地对大型结构的需求越来越大。对这些大型结构进行地震反应分析时,存在两个科学技术上的挑战:①结构的有限元模型的单元数和自由度数巨大;②该类结构受高阶振型影响较大,需要建立高阶的求解方程。并行计算技术的出现,为顺利的求解该类型结构,确保计算精度,提供了很好的方法和手段。本研究利用并行计算技术,研究了大型结构的地震反应分析方法。研究内容主要包括以下几个方面:(1)深入研究了区域剖分方法的国内外研究现状,对部分方法编制了C/C++程序并进行区域剖分效果的对比,分析了各个方法的优缺点及适用范围。(2)对各种区域分解算法进行了深入的研究,分析总结了各种常用算法的优缺点。(3)专门对子结构分析方法进行了研究,编制了相应的C/C++程序,并利用ANSYS     

地震信息网络数据的动态存储方法研究

为了提高地震信息网络数据存储的效率和稳定性,本文提出一种地震信息网络数据的动态储存方法。首先,设计和分析地震信息网络数据的动态存储系统中的硬件部分,基于Hadoop的分布式集群大数据动态存储系统,整合多台存储服务器,为一个集群系统,并平衡存储服务器负载情况,获取性能指标的比例值,通过加权公式获取综合性能参数,根据综合负载指标和服务器综合指标参数获取最佳存储服务器。对本文系统、高速数据存储系统和网络编码云存储系统进行大数据动态存储对比实验。实验结果表明:地震信息网络数据的动态存储耗时最短,存储效率最快;具有较高存储稳定性,且不会出现过载问题。     

基于互联网地震短信发布平台的构建

地震观测网络数字化、地震速报方式的变化以及地震应急与救援的发展都对地震短信发布工作提出新的要求.通过整合安徽省地震局现有的软硬件资源,开发出基于互联网的地震短信发布软件,软件完成并在安徽台网的顺利运行,使得地震短信实现快速、高效、安全的发送.     

基于满意度的液体质量双调谐减振器参数优化及应用

为探讨多重液体质量双调谐阻尼器(MTLMD)参数优化算法,引入满意度理论,以满意度水平为目标函数,建立了主结构与MTLMD系统动力放大系数的三参量改进型加权满意度方程.对南京大胜关长江大桥吊杆结构MTLMD系统最优阻尼比及频率比等参数进行优化分析,得出了满意度水平、信心指数及最优参数之间的相互关系.研究结果表明:以满意...     

基于零阶和一阶优化算法的建筑结构抗震优化设计

针对第三水准“大震不倒”的抗震设防目标,提出一种建筑结构的抗震优化设计方法,依据“用相同的投资获最好的设计”的设计理念,建立了在强烈地震波的作用下,以建筑结构最大的层间相对位移最小化作为优化目标,同时满足体积约束的优化数学模型,并采用动力有限元分析模型和高效的显式动力分析方法进行结构分析获得最大的层间相对位移,采用零阶和一阶优化算法分别求解优化数学模型,在显式动力分析软件ANSYS／LS—DYNA的基础上进行二次开发,实现了一个三维框架结构的抗震优化设计。数值结果表明该方法能获得较高质量的解,经优化设计后建筑结构的抗震性能得到了很大的改善。     

基于Rosenbrock的耦合积分方法及其在实时子结构试验中的应用

作为一种集计算机模拟和物理试验于一体的新型混合试验方法,实时子结构试验在过去20年得到迅速发展.该试验方法的关键在于如何保证数值子结构和试验子结构的实时耦联.对于复杂结构来说,更需要高效的数值积分方法以确保每步计算在一个采样步长内完成.鉴于此,本文在Rosenbrock实时积分方法的基础上,提出了一种具有完全并行计算格式的耦合积分方法,并基于单自由度分离质量模型分析了该方法的收敛性;再通过对三自由度分离质量模型的数值模拟,验证了该方法的收敛性;最后,在多自由度试验平台上完成了两自由度结构的实时子结构试验.理论分析、数值模拟及实时子结构试验表明,该方法具有良好的稳定性和2阶精度,与直接积分方法相比更适用于复杂结构的实时子结构试验.     

基于动力可靠度的隔震结构参数模糊优化

分别选取Bouc—Wen和退化Bouc—Wen模型描述隔震层及上部结构滞变回复力，采用虚拟激励法进行隔震结构随机响应分析。用各层最大层间位移响应和累计疲劳损伤指数建立双参数的功能状态方程，用一次二阶矩理论计算隔震结构失效概率。选用一个隔震框架作为数值算例，探讨了低频过滤器、隔震阻尼比和隔震刚度对隔震结构各子系统条件失效概率的影响。建立了隔震结构参数多目标优化模型，用失效概率确定单因素评判的隶属度，并采用最大隶属度法对隔震参数进行模糊优化。     

基于半精度浮点数优化与OpenMP的地震数值模拟

研究地震波场的传播特征是地震勘探的基础,利用有限差分法求解波动方程进行地震正演,其优势在于占用内存低、计算速度快、易于实现。但在三维情况下,计算量和数据量会急剧增加,传统串行地震数值模拟将无法满足计算效率的需求。因此,本文提出一种基于半精度浮点数优化与OpenMP的三维波动方程地震数值模拟方法,该方法首先利用半精度浮点数对地震常用的浮点型数据进行优化;其次利用应用程序接口OpenMP在多核CPU下通过以分割波场计算区域的方式实现并行计算;在保证计算结果满足精度需求的同时,能有效提高三维地震数值模拟的计算效率,并减少近一半的内存需求。通过数值试验证明该方法的有效性和实用性。     

一种优化地震前兆观测点布设的方法

使用基于主成分分析的优化地震前兆观测点方法, 用1998年数据对上海地区的9个水氡观测台站进行优化。 结果表明, 可以撤消3个信息量较小的台站观测, 剩下的6个台所含信息量占全部9个台站信息量的比例为93.0%。 表明在地震前兆观测中, 如果局部地区的地震前兆观测台站数据具有一定的相关性, 那么即使大量增加前兆观测台站的数量, 也并不意味着所获取的信息量会同步增多。 文中所用的优化方法对于指导地震前兆观测台站的优化具有一定意义。     

基于工业CT力学实验平台的建立及应用

将工业CT与数字体图像相关法相结合测量物体内部三维变形及应变已发展成为一种新的实验力学方法。本文介绍基于工业CT,自行研制的加载装置和数字体图像相关法(DVC)建立起的力学实验平台,该平台包括基本原理模块、数字虚拟实验模块、原位加载扫描实验模块、变形计算模块和结果输出模块,可以实现单轴压缩、三点弯曲、四点弯曲、点加载及拉伸实验试件内部三维变形场的测量。针对岩石材料与复合材料介绍该平台的应用。     

基于B/S架构的区域前兆数据库信息服务与运行管理平台的设计与实现

区域前兆台网的大量数据存于数据库中。为便捷地查询测项信息、台站工作日志和观测日志、台站基础信息,并减少区域台网中心工作人员工作量,提高工作效率,我们建立了基于B/S架构的前兆数据信息服务与管理平台。该平台很好地解决了上述问题,并在江苏省地震监测中心、预报研究中心、各省属地震台和市县地震部门广泛使用。     

基于增量动力分析和纤维模型的矮塔斜拉桥结构抗震性能研究

基于OpenSees软件及其纤维模型的有限元方法,建立了典型矮塔斜拉桥的非线性数值分析模型,分析各构件的抗震性能指标。采用动力增量分析法（即IDA方法）,对结构进行了非线性动力时程分析,分别探讨了在纵桥向和横桥向地震作用下矮塔斜拉桥结构的构件破坏规律。分析了在不同加速度峰值情况下,矮塔斜拉桥主塔和边墩沿高度变化的应变包络图、主梁内力包络图及支座位移包络图。结果表明：与一般斜拉桥性能要求不同,矮塔斜拉桥的主塔可以发生损伤,塔底和边墩墩底为主要控制截面,支座在纵桥向地震组合作用下较易发生破坏,拉索和主梁是不易损伤的构件,主梁内力包络图的分布情况随着地震峰值的增加发生变化。