2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、固體材料和結(jié)構(gòu)的破壞問題是力學(xué)研究的經(jīng)典問題,也是難題。它具有廣泛的工程背景,是土木水利、裝備制造、航空航天等工程領(lǐng)域極為相關(guān)的共性問題。由于在損傷和破壞中存在的不連續(xù)性,固體力學(xué)的連續(xù)介質(zhì)理論則不能直接應(yīng)用到破壞問題上。為解決上述問題,Silling提出了近場動力學(xué)理論,該理論采用非局部作用的思想描述介質(zhì)內(nèi)部點之間的作用力,使得遇到斷裂及破壞問題時可以得以描述。在求解諸多科學(xué)與工程計算中出現(xiàn)的斷裂、裂縫、破壞等不連續(xù)問題時具有獨特優(yōu)勢

2、。從而,對于近場動力學(xué)問題的算法研究具有非常重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
  近場動力學(xué)模型形成的方程為偏微分方程,相應(yīng)的系數(shù)矩陣由于非局部性可能會是密集矩陣。如果用Guass算法求解,需要的存儲量為O(N2),計算量為O(N3),這里O(N)為問題的自由度。所以尋找能夠降低計算量及內(nèi)存需求,減少計算時間,提高計算效率的數(shù)值算法是我們的目的。前人已經(jīng)提出一種快速算法,通過研究系數(shù)矩陣,發(fā)現(xiàn)系數(shù)矩陣從左向右每條對角線除三對角外的值都是

3、常數(shù),即矩陣可分裂為三對角陣加Toplize矩陣,又知道Toplize矩陣可擴(kuò)充為循環(huán)矩陣,而循環(huán)矩陣與FFT矩陣有關(guān)系,利用快速FFT就將計算量降低為O(N log N),內(nèi)存需求降低為O(N).在繼承前人工作的基礎(chǔ)上,本文針對FFT計算結(jié)構(gòu)本身的可并行性,利用現(xiàn)在流行的基于MPI的并行技術(shù),試圖研究近場動力學(xué)問題的并行算法。該問題并行算法的核心即為FFT的并行算法,我們具體操作就是將要進(jìn)行FFT變換的向量分塊存儲到各個處理器中,根據(jù)

4、計算的特點,在處理器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,使得每個處理器內(nèi)部都能進(jìn)行FFT計算,之后再將各個處理器的數(shù)據(jù)收集,進(jìn)行整合計算。最后,本文通過數(shù)值例子測試并行算法的并行效率。
  本文結(jié)構(gòu)如下:
  第一章,引言部分,主要介紹近場動力學(xué)問題的背景意義及相關(guān)研究進(jìn)展。
  第二章,介紹并行FFT算法及并行效率分析。
  第三章,介紹近場動力學(xué)模型及相關(guān)理論準(zhǔn)備。
  第四章,針對一類近場動力學(xué)問題給出并行算法,即將T

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