基于并行计算的盾构机刀盘三维切削仿真

针对盾构机工作时刀盘切削土体的数值仿真，建立了细致分析模型，并利用任意拉格朗日欧（ALE）和流固耦合（FSI）理论及方法未解决传统有限元方法进行切削仿真时易引发的网格大变形问题；在国产曙光4000A超级计算机上利用LS-DYNAMPP970完成了并行计算，采用了传统递归坐标对分、以夏根据仿真模型特点提出的基于耦合均衡坐标对分等两种区域分解策略。结果表明，ALE-FSI方法能有效处理刀盘切割土体仿真时的网格大变形，仿真数据与试验数据对比也比较一致：通过促进负载均衡，在计算时CBCB法比RCB法体现出了更好的加速比和并行效率。     

有限元软件结构分析模块的并行开发及应用

通过有限元分析软件结构分析模块在“神威Ⅰ”超级计算机上的并行化二次开发，把商用有限元软件强大的前后处理能力与超级计算机的高性能计算能力结合起来，扩大了分析规模，提高了分析速度．算例分析验证了该研究的正确性和高效性，为大型工程计算提供了强有力的工具．     

汽车碰撞有限元仿真的并行计算及其性能研究

并行计算是提高汽车碰撞有限元仿真的计算速度和求解能力的有效途径。文章简要介绍了汽车碰撞有限元仿真并行计算的区域分解方法,给出了处理接触时的并行计算流程,分析了并行求解过程以及主要时间开销。在此基础上,研究了两种硬件体系结构和不同处理器数目对计算效率的影响。最后研究了不同的区域分解策略对整车碰撞计算效率的影响。研究结果对最终用户选择合适的硬件平台和计算软件具有指导意义。     

基于关键点变形的汽车碰撞事故再现

应用有限元理论提出了基于车身关键点三维变形的事故再现方法.以某起车障碍物碰撞事故为例,建立车身、驾驶员及事故现场环境的有限元模型,根据事故特点,确定碰撞速度及角度为变化因素,在车身上选择关键点作为研究对象,综合应用响应面理论和均匀设计方法最终求解得到碰撞前车与被撞物围墙之间的角度、碰撞接触时刻的汽车运动速度及在事故中人体伤害的评价.结果表明,应用有限元方法可以对缺少刹车印迹的事故进行再现研究,同时与传统方法相比该方法具有较高的计算精度.     

并行数值仿真技术在盾构隧道地震响应分析中的应用

采用全三维非线性建模方法建立了盾构隧道总体有限元模型，模型规模上节点总数超过400万，单元总数超过380万．由于系统的非线性，且地震激励是一种时间历程，盾构隧道地震响应数值模拟的实质是一个超大规模非线性系统的瞬态响应计算问题，使得目前在地震安全性评价领域普遍采用的串行算法、串行软件和普通的计算机无法胜任此工作．本文根据所用超级计算机的体系结构特点，采用改进的区域分解算法，通过对盾构隧道总体模型合理分区来进行地震响应分析．地震波载荷选用调幅后的上海隧道场地人工地震波，应用通用非线性动力分析有限元程序LS-DYNA进行求解，计算结果可为隧道的抗震设计提供有力依据．