岩土工程百万以上自由度有限元并行计算-OALib.PDF

第28 卷第4 期 岩 土 力 学 Vol.28 No.4 2007 年4 月 Rock and Soil Mechanics Apr. 2007 文章编号：1000－7598 －(2007) 04 ―0684 ―05 岩土工程百万以上自由度有限元并行计算 张友良，冯夏庭 （中国科学院武汉岩土力学研究所， 武汉 430071 ） 摘 要：讨论了大规模有限元并行计算需要解决的并行策略、大量数据的分布存储、方程组迭代求解和程序实现等问题。采 用区域分解的 “分而治之”的并行策略实现有限元并行。结合区域分解并行策略，将每个子区域的数据信息存储在相应的各 个计算机上，实现存储局部化，大大减少并行计算中的通讯量，同时可以实现大规模计算。采用Schur 补和共轭梯度法来实 现方程组的并行求解，解决岩土有限元病态方程组的求解。采用面向对象的编程技术开发了并行有限元程序。对两个大规模 算例进行了并行计算，得到了较好的结果。 关 键 词：并行有限元；区域分解；岩土工程 中图分类号：TB 115 文献标识码：A Parallel computation of finite element model with millions of DOF in geotechnical engineering ZHANG You-liang，FENG Xia-ting (Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences , Wuhan 430071, China) Abstract: The parallel strategies of finite element method, the distributed storage of abundant data, the convergence speed of iterative solution of large scale linear equations and the implementation of parallel finite element method are discussed. We use domain decomposition method (“divide and conquer” strategy) to achieve the parallization of FEM. In combination of domain decomposition strategy, we store the data linking with each subdomain in each processor. So the data locality not only can reduce the