基于多線程技術(shù)的有限元并行計(jì)算方法研究.pdf

1、有限單元法是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)和分析的重要數(shù)值方法之一，用有限單元法結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)工程問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值分析己成為大型工程設(shè)計(jì)必須的環(huán)節(jié)。但要對(duì)這些大型或超大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的結(jié)構(gòu)分析，需要有高性能的計(jì)算資源、有效的算法和先進(jìn)的軟件編制手段。并行機(jī)的出現(xiàn)為復(fù)雜結(jié)構(gòu)精細(xì)分析提供了硬件基礎(chǔ)，但由于高層次并行軟件的缺乏使得并行計(jì)算機(jī)往往只能由專(zhuān)業(yè)程序員使用。目前處理器價(jià)格低廉使得中小型的多處理機(jī)較普及，為普通程序員研究并行計(jì)算提供了條件，然而面向應(yīng)用領(lǐng)

2、域的并行應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)用程度。面向?qū)ο蠓椒ㄊ枪J(rèn)的編制復(fù)雜軟件系統(tǒng)的有效方法，Java是一種純面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，它的多線程技術(shù)是構(gòu)建并行系統(tǒng)的有效手段，所以基于Java多線程技術(shù)研究有限元并行計(jì)算具有良好的應(yīng)用前景。 本文主要研究基于多線程技術(shù)的有限元并行計(jì)算方法。傳統(tǒng)有限元軟件是采用面向過(guò)程方法編寫(xiě)的，這些代碼包含了許多復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)過(guò)程來(lái)訪問(wèn)，這就大大制約了程序的可維護(hù)性，而與之對(duì)應(yīng)的面向?qū)ο蠓椒ǔ晒Φ亟?/p>

3、決了這個(gè)難題。與此同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)分析軟件的異常復(fù)雜性，使得我們?cè)谲浖_(kāi)發(fā)時(shí)不能像編寫(xiě)一段小程序那樣隨意，而必須遵循軟件工程的方法進(jìn)行。 本文首先闡述了面向?qū)ο蠓椒ㄅc軟件工程方法在有限元結(jié)構(gòu)分析軟件開(kāi)發(fā)中的必要性，并將這兩者緊密地結(jié)合在一起，融入到軟件開(kāi)發(fā)的每一個(gè)過(guò)程中。在分析面向?qū)ο蠓椒ǖ幕A(chǔ)上，探討了該方法是如何從根本上解決大型復(fù)雜軟件的可維護(hù)性(含可擴(kuò)充性)難題的問(wèn)題。深入地剖析了面向?qū)ο蠓椒ǖ念?lèi)、繼承層次結(jié)構(gòu)、多態(tài)這三個(gè)最