大型矩阵计算广泛应用于飞行器的设计、航天器设计、桥梁设计、生物科学、计算物理和石油勘探等领域。随着矩阵阶数的增加,矩阵求解和求特征值等问题的计算量和存储量将会急剧上升。因此,在飞行器设计中,大型矩阵的存储与计算成为急需解决的问题。论文针对飞行器设计中大型矩阵广义特征值问题,在研究针对广义特征值计算的典型算法及分布并行算法的基础上,选择了直接变换法进行深入研究,该方法通信次数少,适用于基于网络连接的分布式计算环境;证明了直接变换法矩阵综合过程中的可并行性,并对直接变换法的计算步骤进行了改进,采用先产生子结构的模态刚度(质量)矩阵,再组装形成总体结构模态刚度(质量)矩阵的方法,可避免大规模矩阵的产生;论述了直接变换法的分级组装方法,分析得出:分级组装是对原问题的多次近似求解过程,求得的结果的误差会随着组装次数的增加而增大的结论;提出了一种基于直接变换法的矩阵分解算法,可实现计算节点间的负载平衡;在分析了矩阵存储技术的基础上,给出了适用于直接变换法的高阶矩阵存储方法;在研究MPI并行程序设计的基础上,设计了基于直接变换法的面向飞行器设计的分布并行算法,并结合数学软件包CLAPACK实现了该算法。实验结果表明,应用本文提出的矩阵分解算法、矩阵存储方法、基于改进的直接变换方法的分布与并行算法,飞行器结构特征值计算精度可满足面向飞行器设计的大型工程应用的需求,相比采用子空间迭代法计算速度有较大的提高。