本文的研究了如何在普通PC机群上实现岩土工程大规模有限元并行计算,以更好地发挥有限元在岩土工程中的应用。在PC机群COW并行系统上,实现大规模有限元并行计算需要解决有限元并行策略问题、大量数据的分布存储问题、大规模方程组迭代求解的收敛性问题和程序实现等。本文围绕如何解决以上问题提出了一套系统地解决这些问题的方法,具体来说做了以下工作,1、Windows环境下并行平台的组建。组建了用100Mbps高速以太网络联结若干台个人计算机的并行系统平台,在此平台上采用Windows下基于消息传递机制的MPI系统进行并行有限元程序开发。2、有限元并行策略研究。目前很多并行有限元采用的是局部并行算法,即对有限元计算中计算量大的部分实行并行,如单元分析、方程组求解等。对于分布式内存并行系统,这种方案需要大量通讯,大大影响计算速度,特别对于网络速度较慢的PC机群COW并行系统,这种方法的并行效率较低。本文提出采用区域分解的“分而治之”的并行策略实现有限元并行,即将有限元计算区域划分成若干大小相等的子区域,然后将这些子区域的计算映射到每个计算机上并行地进行。每个进程负责本子区域的有限元全部计算,只在区域公共部分进行通讯和交换数据信息。这种策略的优点在于高度并行、通信少、可扩展性好、程序具有很好的移植性,软件维护工作量也相对少。3、有限元计算数据的分布存储研究。由于大规模有限元数据量巨大,单个PC机求解一个主要问题是内存不足。解决数据分布存储问题就是实现超大规模有限元计算,同时还减少数据通讯。本文结合以上区域分解并行策略,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。4、大型方程组并行迭代方法研究。由于直接法在存储量和计算量上的限制,不适合并行地求解大规模方程组,本文采用共轭梯度法来实现方程组的并行求解。为解决大型方程组收敛性问题,采用子区域信息建立预条件子。这种预处理技术非