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有限元法是当今工程分析中使用最广泛的数值计算方法。它的实际应用是伴随着电子计算机的出现而开始;到20世纪70年代,伴随着计算机科学与技术的快速发展,有限元法在理论、方法的研究、计算机程序的开发以及应用领域的拓展等方面都取得了极大的发展。20世纪90年代以来,随着并行计算机体系结构的成熟以及美国的“High Performance Computing and Communication (HPCC)”和“Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI)”研究计划的相继实施,并行计算得到了快速发展。有限元并行计算的目的是通过使用有限元方法和并行计算技术来求解社会生活中所遇到的越来越复杂的工程问题。本文将从以下四个方面展开工作:一、在Windows XP系统上,使用虚拟软件VMware Workstation 6.5.2虚拟3台Centos 5.2系统的计算机。通过虚拟的计算机构建Beowulf集群,其中主要内容包括:⑴、NFS服务(提供网络文件挂载的功能);⑵、SSH服务(提供网络远程安全登陆的功能);⑶、NTP服务(提供结点间的时间同步功能);⑷、SSH Secure Shell服务(允许从外部网络的windows系统中安全访问Beowulf集群);⑸、然后在Beowulf集群中安装并测试MPI并行库。二、在Beowulf集群中安装并测试开源的土木工程有限元并行软件Adventure的相关模块。具体模块包括ADVENTURE_TriPatch、ADVENTURE_TetMesh、ADVENTURE_IO、ADVENTURE_BCtool、ADVENTURE_Metis、ADVENTURE_Solid及ADVENTURE_Impact。并就相关算例进行了并行计算与分析。三、使用ADINA对未加固(CFRP)实验模型进行数值模拟。在数值模拟过程中,首先对实验原型进行描述;然后阐述建模假设;接着根据具体材料进行相应地有限元建模;最后使用单机单核分析的结果与单机双核并行计算的结果进行对比,验证了其并行分析的可行性。四、系统阐述了土木工程有限元并行软件开发架构。首先从软件工程的角度讨论了一般软件开发过程的方面。其次讨论了并行软件与串行软件的区别与联系,同时介绍了并行程序设计的类型。然后从项目管理的角度介绍编程风格的一些要点。最后就土木工程有限元软件的特殊性方面阐述了其软件开发的软件架构。