混凝土细观力学模拟的代数多重网格预条件及其并行算法研究

项目名称： 混凝土细观力学模拟的代数多重网格预条件及其并行算法研究

项目编号： No.61379022

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 吴建平

作者单位： 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额： 58万元

中文摘要： 混凝土动态性能是混凝土大坝地震破坏机理的关键技术之一，基于有限元离散的细观数值模拟是重要研究手段之一，但其中涉及的稀疏线性方程组非常大，求解特别耗时。同时，为利用相对更少的自由度进行更准确模拟，经常采用非结构网格。为高效求解这种网格上的大规模线性方程组，代数多重网格是最有潜力的预条件技术。 本项目针对混凝土细观数值模拟程序中的大型稀疏线性方程组，结合系数矩阵对称正定与单元刚度矩阵已知等特点研究高效光滑算子的构造方法，并采用矩阵信息与节点坐标相结合的方法进行粗网格构造方法研究，再以协调性对收敛性的影响分析为基础，研究既与光滑算子具有最优协调性又能有效控制计算量的插值算子，之后，利用重排与简单变换强化各层上系数矩阵对角优势等方法，进一步改进代数多重网格算法的有效性。最后，进行代数多重网格算法的并行算法设计与程序实现，并将研究成果集成到混凝土细观数值模拟过程中，提高实际数值模拟的效率。

中文关键词： 混凝土细观数值模拟；稀疏线性方程组；预条件；代数多重网格；并行算法

英文摘要： Dynamic performance of concrete material is one of the key techniques of the seism-induced damage mechanics study of concrete dam, and meso-scale numerical simulation is one of the effective methods. However, the related sparse linear systems during the s

英文关键词： Meso-scale simulation of concrete samples；sparse linear system；preconditioner；algebraic multigrid；parallel algorithm