国家“九五”攀登计划资助项目 (PD9521903).

论述了计算力学实施分布式计算的必要性,概述了两种主要的分布式结构,并与力学计算的并行性进行了比较,提出了分布式力学计算的模型,为进一步研究分布式力学计算方法奠定了基础.     

分布式并行计算的力学计算模型

论述了计算力学实施分布计算的必要性,概述了两种主要的分布式结构,并与力学计算的并行性进行了比较,提出了分布式力学计算的模型,为进一步研究分布式力学计算方法奠定了基础。     

智能全分布式光纤应变传感精度的理论分析与实验研究

分布式光纤传感器可构成智能结构的神经系统。首次从力学的角度对分布式光纤应变传感的精度进行了系统的理论分析和实验研究,基于考虑光纤-基材之间的力学耦合作用,系统建立了两者耦合效应即应变传递的分析方法和分析模型,得到了应变传递关系的理论解答,以及应变检测精度的范围,分析了涂层对光纤应变感知能力的影响,根据分析结果研制了具有工程实用化意义的传感光纤。对普通二次涂敷光纤通讯光纤及研制的样本,分别进行了分布式应变检测实验,发现应变检测精度的理论分析结果存在偏高倾向,但与实测数据相差不超过4%,表明所建立的理论分析方法基本可靠,从而为分布式光纤应变传感的优化设计及性能分析提供了理论参照。     

智能全分布式光纤应变传感精度的研究

从力学的角度对分布式光纤应变传感的精度进行了系统的理论分析和实验研究,基于考虑光纤-基材之间的力学耦合作用,系统建立了两者耦合效应即应变传递的分析方法和分析模型,得到了应变传递关系的理论解答以及应变检测精度的范围.应变检测精度的实验结果略低于理论分析结果,表明所建立的理论分析方法具有一定的可靠性,从而为分布式光纤应变传感的优化设计及性能分析提供了理论参考.     

结构动力分析显式积分并行算法与实现

在分布式并行计算机环境下开展有限元并行算法研究是计算力学领域的前沿课题之一。基于区域分裂法，提出了结构动力分析两种形式的显式积分法的并行算法及步骤；同时，在用Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ组成的分布式ＭＩＭＤ并行计算机上，采用３Ｌ并行Ｆｏｒｔｒａｎ编写了计算程序，并将其移植到串并行混合有限元分析软件ＰＦＥＭ中；最后，通过对三维空间钢架结构的实际分析，不仅验证了算法和程序设计的正确性，而且结果表明算法具有较高的并行效率。当２个和３个ＣＰＵ工作时，并行效率分别为０．８和０．７。     

含分布式电源的弱环配电网三相潮流算法研究

分析和讨论了分布式电源基接入不同网络模型之后对其潮流计算的影响,同时分析了对不同类型的分布式电源节点的处理方法,实现了多分布式电源接入电网后的计算.完成了IEEE33节点配电网络潮流的计算.仿真结果表明,该模型和方法是有效的.     

一种新型的分布式隐私保护计算模型及其应用

针对分布式数据共享及计算中的隐私保护问题,提出了一种适用于大规模分布式环境的隐私保护计算模型（PPCMLS）,该模型的核心为隐私安全模块,其将计算划分为本地计算和全局计算.通过综合运用同态加密、安全点积协议、数据随机扰乱算法等多种安全技术,在实现了多个节点在一个互不信任的分布式环境下合作计算的同时,任何节点无法获取其他节点的隐私信息及敏感中间计算结果.据此,又给出了基于该模型的分布式隐私保护方差计算、分布式隐私保护数据聚类算法.安全及动态性分析结果表明,该模型及其应用算法既可保证隐私数据的安全性,又避免了繁琐的一对多的交互加密过程,并在节点变化时,恢复计算仅涉及到变化的节点和构成隐私安全模块的3个节点,从而满足了大规模分布式环境所要求的高效性和良好的动态适应性.     

第一届世界计算力学会议的评述

本文简要的介绍了第一届世界计算力学学术会议的概况:会议组织委员会按排了大量邀请报告和论文宣读,论文内容涉及到计算力学所有研究领域。在会议期间,召开了国际计算力学协会的第一次工作会议。近几年来,计算力学理论与计算技术得到迅速的发展。我国学者在计算力学方面亦作出了贡献。通过这次会议,交流了学者们的研究成果,建立了联系,增进了友谊。     

论认识论与计算力学的发展

计算力学是众多应用科学尤其是工程技术的基础,基于计算力学分支中的拱坝计算力学与仿真技术的发展,从力学发展历史、坝体混凝土材料本构模型的演化进程等不同角度阐述了相关的科学哲学观点,考察了科学与认识论的关系．并从认识论角度对拱坝计算力学的发展进行预测与判断．     

计算力学中的现代数学方法的若干问题

随着现代科学技术的高速发展,计算力学面临许多新课题,大范围非线性问题已成为计算力学研究的主攻方向,现代数学方法给计算力学的研究提供了强有力的工具。简要综述了计算力学所涉及的若干现代数学领域和方法,着重介绍了非线性问题的研究现状和发展,包括各类与现代数学密切相关的算法研究、Hamilton力学与辛几何、分叉理论等,以期展示现代数学方法在计算力学中的广泛应用。这些方法正在改变着计算力学研究的面貌,它们将给这个领域带来新的景象。     

结构动力分析显隐式混合积分并行算法及实现

在分布式并行计算机环境下开展有限元并行算法研究是计算力学领域的前沿课题之一。基于区域分裂法,提出了一种新的结构动力分析的显－隐式混合积分并行算法,给出了其算法执行过程,并从物理直观意义上解释了该算法的设计思想,指出了其本质是一种单元弱耦合的混合积分算法。同时在网络并行计算机群系统上,基于并行平台（ＰＶＭ）设计了算法程序。最后,通过数值算例证明了该算法的可靠性和有效性,并指出了进一步提高并行效率的关键是如何合理确定隐式积分区域单元数目     

Navier-Stokes方程有限元并行计算方法最新进展

Navier-Stokes方程是流体力学的基本方程,其并行数值求解方法是当前计算数学和计算流体力学领域的最前沿课题之一。综述了Navier-Stokes方程有限元并行计算方法的研究现状。将已有的方法进行分类,分别介绍了其基本思想,评述了各种有限元并行计算方法的优缺点,讨论了有限元并行计算方法所面临的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

混合并行计算在海洋水龄谱模拟中的应用研究

在海洋水龄谱数值模拟过程中应用并行计算技术可以显著提高运算效率。将适用于分布式存储环境的消息传递接口(Message Passing Interface,MPI)与适用于共享存储环境的开放式多处理(Open Multi-Processing,OpenMP)两种并行计算技术相结合,提出了一种适用于海洋水龄谱数值模拟的混合并行计算模型。对比了其与传统的纯MPI方式在多核心(Chip Muti-processors)集群上的运算效率,并在此基础上研究了混合模型的系统资源利用情况以进一步了解其扩展能力。实验结果表明,MPI+OpenMP混合并行水龄谱模型具有更高的运算效率,同时系统资源消耗明显低于纯MPI方式。     

电力系统潮流并行算法的研究进展

随着高性价比可扩展集群并行系统的逐步成熟和应用 ,大规模电力系统潮流并行计算和分布式仿真成为可能。该文首先简要介绍了电力系统的潮流计算模型及基本算法 ,分析了算法中存在的困难。然后分析了 4类较重要的电力系统潮流并行算法 :分块法、多重因子化法、稀疏矢量法和逆矩阵法 ,同时讨论了这 4种潮流并行算法的基本原理和实用效果 ,比较了各种并行算法的优点和局限性 ,并指出基于集群系统的粗粒度区域分解潮流并行算法最具发展潜力。     

Hough变换的分布式并行计算

针对标准Hough变换存储空间需求高、计算量大的缺陷，提出了一种用分布式并行计算实现Hough变换的方法，对分布式算法的分析与设计、Java远程方法调用、多线程同步、负载均衡等关键问题进行了讨论．实验表明，在拥有k台提供资源计算机的分布式系统中，分布式并行计算的时空开销可降低到标准Hough变换的大约1／k．     

计算断裂力学进展

论述了计算断裂力学的产生和研究内容，并较全面地综述了计算断裂力学在算法研究方面所取得的成果、发展水平以及发展趋势等问题．