一、基于面向对象的动力有限元程序设计（论文文献综述）
王仲衡[1]（2020）在《伞状张力结构施工力学分析及索网协同牵引控制系统研发》文中指出伞状张力结构是索结构的一种,由于其传力路径清晰,自重轻等特点,在中小跨度中的应用越来越多,其施工过程存在诸多力学问题。目前,国内索结构施工大多采用人工操作高压油泵控制千斤顶的方式进行,通过自动化施工技术,可降低人工费用,提高施工效率。本文以南昌市民中心屋盖为背景工程,旨在对伞状张力结构的受力特性、施工成型技术、施工误差控制标准等方面进行研究。同时,针对背景工程的施工需求,兼顾工程通用性,对索网施工液压控制系统进行研发。本文首先介绍南昌市民中心屋盖的总体设计,使用ANSYS建立屋盖的有限元模型。采用迭代法对模型进行了找力分析,在验证模型的正确性后,对结构进行了静力分析,考察结构在典型荷载下的内力和位移变化规律。同时,进行了不同荷载组合下的结构分析,保证结构的安全性。根据结构特点及现场的布置条件,设计了该工程的施工方案:使用5根承重索作为提升索,3根谷索作为提升过程中的稳定索。为获得系统运行所需的必备参数,设置了多个关键工况,使用非线性动力有限元法（NDFEM法）对结构进行了施工过程分析,探究了施工过程中拉索的受力变化趋势,确定了不同工况下的工装索牵引长度和相应的结构响应。对伞状张力结构的施工误差敏感性进行了研究,分别针对张拉力控制方案和索长控制方案进行了独立误差分析和耦合误差分析,确定了不同方案的误差控制指标并进行了方案对比。介绍了系统累积行程误差产生的原因,分别研究了均匀分布和正态分布的累积行程误差在张拉过程中对结构的影响,为张拉过程中的张拉力监测值取值提供了依据。为满足背景工程的施工需求,同时兼顾系统的通用性,确定了以模块化的泵站为核心的液压控制系统整体方案。对泵站中的关键元件进行了选型,包括PLC、液压泵、千斤顶、压力传感器和位移传感器。介绍了常见的牵引工装设计并为背景工程选择了合适的施工液压千斤顶。对索网施工自动化所必需的基本功能进行了功能分解,根据功能分解结果进行了设备I/O点分配。基于索网的柔性特点,提出了千斤顶的行程位移控制方法和伸缸速度控制方法,据此进行了泵站PLC和总控PLC的下位机程序编写。根据索结构施工工况需求,确立了三种基本工况:牵引长度控制工况、牵引长度调整工况和张拉力控制工况,分别设计了相应的控制算法,对影响张拉完成后结构响应的因素进行了研究,明确了当前算法的可行性和不足。同时,为满足系统通用性,提出了上位机的数据输入方式,并结合工况控制需求、监控需求、数据记录需求进行了上位机程序编写。设计了索网协同牵引控制系统的操作界面并介绍了相应的操作方法。最后对本文的工作进行了总结,并指出了可改进的地方。
方昱[2]（2016）在《山岭隧道动态设计与施工智能辅助决策系统研究》文中指出新奥法目前仍然是山岭隧道施工的主要工法,该法以围岩分级为工程类比的桥梁,然后依据施工中的监测信息,及时调整初步设计,形成动态信息化施工。合理的岩体质量分级对于制定隧道工程设计和施工方案是十分重要的。钻爆施工参数的选择不仅关系到隧道围岩及支护结构的稳定性,也影响到施工进度和费用。如何优化爆破工艺参数,同时有效地保证围岩的稳定,是目前钻爆法隧道施工中亟待解决的关键技术问题。在隧道施工监控量测过程中,手工管理大量的监测数据,既容易丢失数据,且不便于生成各种曲线,并对围岩和支护结构的变化情况进行分析,施工过程中围岩变形的时空效应难以评估,从而缺乏判断围岩稳定性的科学依据。论文针对现阶段长大隧道施工存在的以上问题,结合安徽省绩（溪）-黄（山）高速公路佛岭长大隧道施工,采用现场测试、室内试验、理论分析和数值模拟的综合研究手段,并引入人工智能技术,对隧道施工期围岩现场分级、光爆工艺参数优化和监控量测信息管理展开深入研究,最终将研究成果集成化,开发隧道施工智能辅助决策系统可视化软件,为今后公路隧道动态设计和信息化施工提供借鉴指导。论文取得了以下创新性成果：1.以国标BQ围岩分级方法为依据,提出了适应现场施工的隧道围岩快速分级指标及各指标的简便测试方法,引入进化支持向量回归理论,建立了围岩级别与分级指标之间的非线性数学模型；2.采用粒子群优化（PSO）算法优化指数函数、双曲线函数和对数函数的回归系数,实现了任意监测数据的自动拟合,并采用PSO与BP神经网络耦合算法建立围岩变形与时间之间的非线性智能模型,以进行围岩变形的超前预报；引入有限单元法,通过对关键点围岩压力监测数据的连续插值,采用荷载-结构模型计算初期支护结构内力以进行初期支护稳定性判断：3.提出了隧道工程施工光爆参数优化的有约束多目标规划数学模型,即光爆参数优化是在保证爆破后围岩稳定（约束条件）的前提下,达到围岩松动范围和超欠挖量的最小化,并依据现代优化理论提出了相应的求解算法；4.引入粒子群优化（PSO）与BP神经元耦合算法,在现场光爆实验及动力有限元模拟的基础上对上述有约束多目标规划问题进行了求解；5.采用可视化编程技术,开发隧道施工围岩快速分级和爆参数最优化模块,并集成到一个系统,开发完成了智能化和自动化程度高的集成软件《公路隧道施工智能辅助决策系统》,并在佛岭隧道、宁绩高速公路隧道群施工中得到成功应用。
杨阳[3]（2015）在《水电站地下厂房围岩与结构地震响应分析》文中提出
郭永辉,浦锡锋,姚成宝,董楠[4]（2014）在《基于AFEPack软件包的并行显式有限元程序开发》文中认为为实现对大型复杂结构在冲击载荷下的高效率数值模拟,采用弹-塑性流体力学模型,设计了区域分解的显式动力学有限元并行算法,并基于面向对象的、具有并行与网格自适应功能的有限元软件包AFEPack,方便地解决了非结构网格的自动区域划分、内边界上的数据通信和动态负载平衡等关键技术问题,并开发了三维拉格朗日动力学有限元程序。通过算例验证,计算结果合理,与LS-DYNA3D计算结果符合较好,表明关键算法及程序正确,具有较高的并行效率。
吕海[5]（2012）在《多核处理器芯片计算平台中并行程序性能优化的研究》文中研究说明一直以来，处理器芯片厂商通过不断提高主频和指令级并行执行能力来提升处理器的性能。现如今这种方法受到内存带宽、指令级并行度、单线程性能、功耗等诸多因素的限制，已无法延续下去。从应用需求来看，日益复杂的科学计算、多媒体、虚拟化等多个应用领域都在呼唤更为强大的计算能力。在技术困境和应对计算能力需求的双重驱动下，多核处理器芯片作为处理器芯片厂商的应对策略，成为提升处理器性能的事实上的解决方案，这使得提升处理器性能的思路转变成为不断提高单个处理器芯片中处理核心的数目。多核处理器提供大规模线程并行执行能力，使应用本身有巨大的性能提升潜力，但这给高效率地开发高性能并行应用提出巨大挑战。另一方面，并行程序性能优化的过程一直都是以具体程序和具体计算平台架构为研究对象，收集性能数据、分析数据、寻找解决办法、修改代码实施改进及评测性能，这使得优化后的程序很难保证性能的可扩展性。而从应用角度出发，分析、归纳各个种应用中的核心计算过程，利用符合多核处理器芯片架构的并行计算模型对这些核心计算过程进行优化，得出可以被重复利用的高性能可扩展的软件库，即可以支持新应用的高效开发，也可以保证程序性能的可扩展性。在此背景下，本文以分层并行计算模型思想为指导，从应用驱动的并行程序性能优化的角度出发，首先提出了面向多核处理器芯片体系结构的并行算法设计模型，在此基础上对并行扫描算法进行分析优化，得出新的具有良好扩展性、高性能g-scan算法，之后对13种核心计算实体之一的稀疏线性代数计算实体深入研究，应用g-scan算法设计实现了新的稀疏矩阵-向量运算算法，并应用到结构工程领域中广泛使用的有限元分析软件OpenSees，大大提升了其执行效率。本文主要的工作和研究成果包括：（1）面向同构多核处理器芯片体系结构的UPMM并行计算模型本文以当前主流处理器芯片厂商推出的多核处理器芯片体系结构为研究对象，通过分析各种多核处理器芯片缓存结构及片上处理核心之间互连特征，设计出适用于多种同构多核处理器体系结构的并行算法设计模型UPMM，并详细描述其模型参数及特征。根据数值计算及科学计算应用中的基本算法逻辑单元，分析其数据访问模式；以此为依据分析UPMM模型数据访问开销。最后基于UPMM模型及数据访问开销分析结论对矩阵乘运算的并行算法进行详细的性能及缓存开销的研究。实验证明，利用UPMM模型能较为准确地分析并行算法的性能及缓存访问开销。（2）可扩展多核处理器模拟器针对目前难以通过较少核心数目的多核处理器芯片来推断较多处理核心数目芯片的应用程序性能瓶颈和性能需求的问题，本文基于SimpleScalar用户态模拟器工具，利用SystemC设计并实现了配置灵活、可扩展的多核处理器芯片模拟器。通过功能性实验证明该模拟器能够实现多个模拟核并发执行指令的设计目标；通过与实际采用多核处理器芯片架构的计算机对比，证实本文设计实现的多核模拟器能够较为准确地模拟多核处理器多线程并发执行的特点；通过模拟器性能实验证明该模拟器比sim-outorder在指令执行上更加高效；通过测试cachemisses实验，证明了UPMM模型在对并行算法性能分析时的准确性。（3）研究基于UPMM模型基础并行算法本文对广泛应用于排序、最小生成树、稀疏矩阵-向量运算等问题的并行扫描算法开展深入研究，对其在PRAM模型和UPMM模型上的计算复杂度进行分析比较，改进原有算法的数据访问顺序，充分发掘数据的时间和空间局域性，并设计出基于UPMM模型新的扫描算法，即g-scan算法；通过对13种计算实体之一的稀疏矩阵-向量运算算法的研究，应用g-scan算法，设计实现了适用于多种体系结构的稀疏矩阵-向量运算算法。多核模拟器的仿真实验和实际多核处理器计算机的真实实验，证明了新算法具有较高的性能和较好的可扩展性。该研究成果为实际应用如有限元分析、分子动力学分析等提供高性能的基础运算例程。（4）并行有限元分析软件OpenSeesSP的性能优化本文以广泛应用于结构工程领域中的开源有限元软件OpenSees的并行版本OpenSeesSP为研究对象，通过详细分析其性能，发现该程序三个性能瓶颈分别是求解线性/非线性方程组时的分解矩阵算法、进程间通信及求解线性/非线性方程组时的矩阵-向量运算算法。设计基于行优先的并行矩阵UTDU算法，在单节点使用多线程进行矩阵分解，大大提高计算节点的计算效率；通过利用MPI2中对于多线程通信的支持，使用OpenMP多线程多进程同时通信，提高进程间通信效率，有效缓解通信性能瓶颈。通过利用新设计的稀疏矩阵-向量计算算法，大大加快线性/非线性方程组求解过程。在实际高性能多核集群计算平台中测试了上述性能优化方案，实验结果表明对OpenSeesSP的性能优化非常显着。
卿前志[6]（2011）在《桥梁颤振时域分析及程序实现》文中研究说明结构的颤振稳定性是影响和控制大跨度桥梁设计的重要因素,它直接影响到桥梁在设计寿命期的抗风安全。目前,桥梁颤振稳定分析有频域和时域两类方法。本文主要研究目的是在时域范围内通过数值手段建立对桥梁结构颤振稳定性的评价方法。实现桥梁颤振时域分析的关键问题在于气动自激力的时域化。本文在已有研究文献的基础上,结合Scanlan提出的气动自激力表达式推导了用于自激力模拟的阶跃函数及有理函数中相关参数的非线性最小二乘拟合原理,并通过数值方法验证了两种形式自激力表达式的一致性。然后采用VC++语言基于面向对象思想进行了三维颤振时域分析有限元程序的开发,通过数值算例验证了本文程序的正确性与有效性。基于阶跃函数算法,在试验测试山区峡谷地区风场的基础上,对峡谷地区桥梁颤振稳定性进行分析。最后,利用商用有限元分析软件ANSYS平台,实现了时域颤振分析阶跃函数算法。论文主要工作如下:（1）系统地综述了现有桥梁结构颤振分析理论;（2）推导了阶跃函数气动自激力模型和有理函数气动自激力模型及模型参数的拟合方法。数值算例表明,这两种方法所表示的气动自激力可以达成一致;（3）介绍了面向对象有限元分析中的一些关键概念。以面向对象思想采用VC++程序设计语言进行了三维有限元分析程序的开发,开发的有限元分析程序具有几何非线性静力分析、模态分析、时域颤振分析功能;（4）应用本文开发的有限元分析程序,在风洞试验测试山区峡谷桥梁桥址风场基础上,首先对阶跃函数参数进行拟合。然后在阶跃函数表达的颤振自激力基础上,进行桥梁颤振时域分析,研究了深切峡谷桥梁平均风不均匀分布对颤振稳定性的影响。结果表明考虑峡谷地区桥梁风速沿加劲梁展向的不均匀分布后,桥梁的颤振临界风速明显高于均匀分布模式下的临界风速。因此,忽略这一特点会增加桥梁抗风设计的难度;（5）利用商用有限元分析软件ANSYS的二次开发平台,基于阶跃函数算法实现了桥梁颤振时域分析。分析表明,基于拟合的气动自激力,在ANSYS三维有限元分析软件中能方便地实现具有记忆特性的颤振自激力递推计算。因此,利用ANSYS数值计算平台的二次开发进行桥梁气动稳定性能的时域分析是可行的。这一方法可为桥梁颤振分析或颤抖振理论分析提高效率,降低自主开发大型软件过程中的算法错误或疏漏所带来的风险。
于二青[7]（2009）在《快速有限元分析程序的系统设计与算法优化》文中认为在过去的四十多年里,有限元法在结构工程分析与仿真方面得到了广泛的应用。随着有限元问题的复杂性与规模的剧增,人们对有限元高性能计算的要求越来越高。有限元高性能计算主要依靠两个方面:一是硬件的不断升级,二是对有限元程序系统的优化设计。硬件的升级依赖于计算机物理特性的提升,因此造价很高,并且受硬件更新速度的制约。对于大型工作站或计算中心,虽然计算效率高、可求解问题的规模大,但它毕竟不能普及应用于个人电脑。因此,在特定的硬件条件下,设计出针对个人电脑的高效有限元程序系统是首选的方案。一个高效的有限元程序系统主要包括两个方面:高效的程序框架系统及求解器算法。有限元程序框架系统设计主要包括开发过程中的分析、设计与编程等。传统的有限元程序多采用面向过程的方法进行编写,这些代码包含了许多复杂的数据结构,并且通过过程来访问,这就大大制约了程序的可维护性,而与之对应的面向对象方法成功地解决了这一难题。在大型有限元计算中,有限元方程组的求解是最耗时的部分。有限元方程组求解的效率主要取决于所选用的求解器及相应的求解算法。优秀的求解算法,可以在减少数据存贮量的同时也提高求解速度,从而解决了有限元程序的解题规模受限及效率低下两个主要问题。本文首先阐述了面向对象方法在结构有限元程序开发中的必要性,探讨了利用统一建模语言（UML）及建模工具Rational Rose对有限元程序系统进行建模的方法。针对有限元程序的系统框架设计,深入地剖析了有限元程序系统中面向对象方法的类的特征及作用,讨论了各类之间的静态关系、动态关系等,并根据类的静、动态关系初步设计出本文的有限元程序系统框架模型。针对有限元程序系统的求解效率,本文研究了大型、稀疏、对称、正定有限元总刚矩阵的数据存贮结构及快速分解算法。针对杆系有限元模型,提出了基于自由度的有限元结构拓扑关系图（DOFG）。利用DOFG拓扑关系分析,并针对结构有限元总刚矩阵一维变带宽存贮的特点,对传统的RCM算法进行了改进,使其可直接用于一维变带宽存贮总刚矩阵的重排序。对基于一维列压缩稀疏存贮（CSC）的总刚矩阵,本文重点讨论了填充元优化算法中的近似最小度（AMD）算法,并利用稀疏LDLT分解对有限元方程组进行求解。本文编制了三维杆系结构有限元静力、线性分析程序,并将改进的RCM算法及AMD算法应用于程序的求解器中。大量算例表明:本文编写的结构有限元程序系统具有较好的可维护性、易扩充性;同时,也表明本文采用的快速直接分解算法的实用性与高效性。
邹德高[8]（2008）在《地震时浅埋地下管线上浮机理及减灾对策研究》文中指出地震时,浅埋地下管线的破坏主要是由于地基液化引起管线上浮所导致的,研究地震时地下管线上浮机理及减灾对策是岩土工程和生命线工程的重要课题。本文结合国家自然科学基金项目《地震时浅埋地下管线上浮机理及减灾对策研究》（50278009）和《饱和砂砾土的液化特性及变形、强度参数的相关性研究》（50578029）,围绕了饱和砂土地基中浅埋地下管线上浮机理及其影响因素、饱和土非线性有限元程序开发、饱和土有效应力分析方法、减轻地下管线震害的工程措施等进行了较为深入的研究。论文的主要研究内容如下:（1）通过类比的试验方法,精心设计了一系列的振动台模型试验,着重观察了饱和砂土地基的地震加速度反应、振动孔隙水压力的产生和消散过程,初步探讨了地震时地下管线上浮机理和几种不同排水（或加固）措施对抑制管线上浮的效果。（2）利用Windows开发平台,采用面向对象设计方法和Visual C++MFC开发工具开发了饱和土非线性有限元程序GEODYNA及其有限元后处理软件POST2D。GEODYNA引入了多核并行计算、命令式输入等一些先进技术,实现了大量的本构模型和单元类型。通过对饱和土的一维固结问题和动力问题进行数值模拟,验证了GEODYNA计算结果的可靠性。这些程序为进一步深入研究饱和地基中地下管线上浮机理和减灾措施奠定了数值分析基础。（3）在广义Biot固结方程的基础上,联合采用等效线性粘弹性模型和Seed建议的孔压模型,建立了饱和砂土地基的动力固结有效应力分析方法。据此,对振动台模型试验的部分工况进行了数值模拟,进一步研究了管线上浮机理,并对抗上浮措施的效果进行了评价。（4）基于总应力分析方法,联合采用等效线性粘弹性分析方法和液化流动变形分析方法,对地下管线的上浮反应进行分析,并讨论了管线直径、埋深、地下水位、地基土相对密度等因素对地下管线上浮位移的影响。（5） GEODYNA框架中实现了广义Biot固结原理和Pastor-Zienldewicz Mark-Ⅲ广义塑性模型为基础的有效应力分析方法,模拟了饱和砂土地基中地下管线的上浮过程及抗上浮措施的效果,进一步研究了U形碎石排水对液化土中地下管线上浮的减灾效果及机理,并讨论了排水措施竖向排水带宽度、竖向排水带与管线的距离、水平排水带厚度、排水碎石渗透系数等因素对管线上浮位移的影响。
董建华[9]（2008）在《地震作用下土钉支护边坡动力分析与抗震设计方法研究》文中认为我国西北地区大多为黄土山区,在高等级公路、铁路的修建和城市的建设都需要对边坡进行支挡。而我国又是地震高发区,地质条件复杂,很多公路和铁路不可避免地穿越高烈度地震带。所以,研究在地震作用下土钉支护边坡的动力分析及抗震设计方法是很有必要的。更何况,土钉支护边坡与纯土质边坡又有所不同,它不仅存在土体和土钉锚固体的相互作用和协同工作,还存在挡土结构与土体的相互作用和协同工作,所以其振动特性比纯土质边坡复杂得多。本文对土钉支护边坡动力分析及抗震设计计算方法进行了研究,提出了新的思路及计算方法。（1）在动力荷载下,土体和结构是一个受力的整体,变形和运动相互制约,无论是土体还是结构的性质都将影响土与结构系统的动力响应。因此同时考虑了土体与结构的性质以及它们之间的相互影响和协同工作,建立了土与土钉支护结构系统动力计算模型,这种模型将土体对土钉的作用处理成一个线性弹簧和一个与速度有关的阻尼器,把面板对土钉的惯性作用简化为集中于土钉头上的等效质量加以考虑,以此为基础,建立土钉土体系统地震动力作用下的阻尼微分方程,求解了在简谐地震作用下土钉动力响应的解析解。最后,结合一案例进行分析,并用大型非线性有限元软件ADINA对此计算模型进行验证。结果表明该计算模型可以比较准确地反映土钉的实际受力,实现了土钉、面板和土体的协同工作计算,保证支护结构的安全可靠。（2）参照上部结构抗震设计的方法,对土钉支护边坡的抗震设计提出了三个水准的抗震设防要求和两阶段设计法。综合考虑输入地震波的特性、边坡土体特性、坡高因素,以及土体边坡在水平地震激励下,其位移响应主要为剪切型变形,建立了土钉支护边坡地震动力简化模型。该模型将同一水平层不稳定土体、稳定土体在水平地震作用下运动趋势假想为同步,两者之间相互作用很小,因此取不稳定土体和面板为研究对象。由于面板很柔,其运动随着土体的运动而变化,其刚度只考虑剪切刚度,将土钉处理成弹性支座,建立了土钉支护边坡振动方程,求解了在简谐地震作用下土钉支护边坡动力响应的解析解,通过该模型可以得到滑移面附近土钉轴力动力响应和土钉支护边坡的弹性动位移响应,也可以得到地震响应沿竖向的变化。对传统基于刚性挡墙的土压力求解进行了改进,而传统的土压力只能计算主动和被动这两种极限破坏状态下地震土压力的合力,不能准确地评价地震土压力的分布,没有考虑墙体的变形、设计参数以及破裂面的影响。根据破坏模式及极限平衡理论,推导了面板的冲切和钉头粘结承载力验算公式。最后,结合案例进行了分析,比较了按此分析方法与用ADINA按弹性有限元方法计算的结果,两者吻合较好。故这种方法可用于土钉支护边坡的第一阶段的抗震分析与设计。（3）在考虑土钉支护作用的情况下,根据土质边坡的破坏模式,基于极限平衡理论和拟静力法建立了土钉支护边坡地震稳定性分析模型。对边坡作用水平加速度时采用竖向条分的不合理性,提出了水平条分和竖向条分联合的方法进行改进。推导了基于计算机搜索法的边坡土钉支护滑移面动态搜索模式,实现了随着土钉墙设计参数变化的土钉支护稳定性动态分析过程。经计算表明,土钉墙设计参数的变化与土钉墙最危险滑移面之间是一个动态的变化过程,基于滑移面动态搜索模型进行土钉支护动力稳定性分析,较好地解决了通常由经验指定最危险滑移面,或者未考虑土钉作用进行稳定性分析存在的不合理性。利用遗传算法对最危险滑移面的圆心进行动态搜索,并且避免了在圆弧搜索中陷入局部最小值的缺点。最后,编制了土钉支护边坡动力稳定性分析程序。（4）基于稳定性分析模型,建立了地震作用下土钉支护边坡永久位移计算模型。提出了永久位移由地震作用过程中位移和震后位移两部分组成。在求解平均加速度时,通过第3章的弹性动力计算模型对Newmark有限滑动位移法的刚性假定进行改进。采用遗传算法动态寻优实现边坡地震过程中永久位移计算。运用功能原理建立地震作用后永久位移计算模型并求解。根据土钉柔性结构特性,对土钉震后随土体滑移机理提出褶皱台阶变形来计算土钉的滑移摩阻做功。给出基于边坡永久位移控制的土钉支护结构动态设计理念及程序步骤,并用实例进行计算及数值验证,结果表明震后位移量与地震作用过程中位移的比值很大,因此震后位移不能忽略。（5）采用大型非线性有限元软件ADINA对土钉支护边坡进行动力响应分析。考虑土体和支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型,应用非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与支护结构相互作用由接触单元模拟。对一土钉支护边坡在输入不同的地震波,不同的加速度峰值,不同的支护工况下的动力响应进行了计算、对比、分析,得出了各种工况参数对边坡地震响应的影响和一些有益结论。
朱宗峰,吴磊[10]（2007）在《采矿工程中面向对象有限元研究综述》文中研究指明分析了有限元编程方法的优点,指出面向对象程序发展的必然性,综述了采矿工程中面向对象有限元的研究现状。基于大量相关文献,对编程语言、类库及编程平台的选择做了探讨,对该领域的发展动态进行了展望。
二、基于面向对象的动力有限元程序设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于面向对象的动力有限元程序设计（论文提纲范文）
（1）伞状张力结构施工力学分析及索网协同牵引控制系统研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 张力结构形式和施工方式简介 |
| 1.2.1 张力结构形式 |
| 1.2.2 张力结构施工方法 |
| 1.3 工程施工液压控制系统简介和应用现状 |
| 1.3.1 工程施工液压控制系统简介 |
| 1.3.2 工程施工液压控制系统应用现状 |
| 1.4 索网牵引系统特点及功能需求 |
| 1.4.1 系统特点 |
| 1.4.2 系统功能需求 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 伞状张力结构找力与静力分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 背景工程介绍 |
| 2.3 结构拉索及膜材简介 |
| 2.4 结构分析模型建立 |
| 2.4.1 ANSYS和 APDL简介 |
| 2.4.2 索结构常用单元简介 |
| 2.4.3 结构分析模型 |
| 2.4.4 荷载条件 |
| 2.4.5 荷载组合工况 |
| 2.5 结构找力分析 |
| 2.5.1 迭代法找力理论 |
| 2.5.2 南昌市民中心屋盖找力分析 |
| 2.6 荷载作用影响分析 |
| 2.6.1 均布荷载 |
| 2.6.2 风吸作用 |
| 2.6.3 温度作用 |
| 2.7 结构正常使用极限状态分析 |
| 2.8 结构承载能力极限状态分析 |
| 2.8.1 拉索内力 |
| 2.8.2 关键节点强度 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 伞状张力结构施工方案与施工过程分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 施工方案介绍 |
| 3.3 非线性动力有限元法找形简介 |
| 3.4 施工工况设置及找形分析 |
| 3.5 施工过程结构响应 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 伞状张力结构施工误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分析理论与方法 |
| 4.2.1 研究现状 |
| 4.2.2 分析理论 |
| 4.2.3 分析方法 |
| 4.2.4 误差分布模式 |
| 4.3 施工误差分析及对比 |
| 4.3.1 样本生成及响应统计 |
| 4.3.2 误差组合介绍 |
| 4.3.3 误差组合1 |
| 4.3.4 误差组合2 |
| 4.3.5 误差组合3 |
| 4.3.6 误差组合4 |
| 4.3.7 误差组合5 |
| 4.3.8 误差组合6 |
| 4.3.9 分析小结 |
| 4.4 累积行程误差对张拉过程影响分析 |
| 4.4.1 行程误差的产生 |
| 4.4.2 行程误差分布 |
| 4.4.3 分析结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统的基本架构和硬件选型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 索网协同牵引控制系统组成 |
| 5.3 单个泵站的硬件选型 |
| 5.3.1 电气控制模块 |
| 5.3.2 液压控制模块 |
| 5.3.3 液压执行模块 |
| 5.3.4 监控模块 |
| 5.4 索网牵引控制系统的组装 |
| 5.5 液压回路及其工作原理 |
| 5.5.1 液压回路介绍 |
| 5.5.2 调速回路 |
| 5.5.3 保压回路 |
| 5.5.4 卸荷回路 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 系统下位机设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 编程软件简介 |
| 6.3 下位机程序功能需求 |
| 6.4 I/O点分配与接线图 |
| 6.5 PLC程序简介 |
| 6.5.1 下位机程序总览 |
| 6.5.2 传感器数据采集 |
| 6.5.3 逻辑控制 |
| 6.5.4 动作控制 |
| 6.5.5 数据监控 |
| 6.6 通信方式 |
| 6.6.1 主控 PLC与分控 PLC通讯 |
| 6.6.2 下位机与上位机通讯 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 系统上位机设计 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 Lab VIEW简介 |
| 7.3 上位机程序总览 |
| 7.4 初始化数据模块 |
| 7.5 监控报警模块 |
| 7.5.1 监控部分 |
| 7.5.2 报警部分 |
| 7.6 牵引长度控制/调整工况 |
| 7.7 张拉力控制工况 |
| 7.7.1 张拉力控制算法 |
| 7.7.2 控制策略简介 |
| 7.7.3 策略A |
| 7.7.4 策略B |
| 7.7.5 策略C |
| 7.7.6 小结 |
| 7.8 系统主界面设计与操作方式 |
| 7.9 数据记录模块 |
| 7.10 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）山岭隧道动态设计与施工智能辅助决策系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 围岩分级研究现状 |
| 1.2.2 公路隧道光面爆破参数优化研究 |
| 1.2.3 公路隧道施工监控量测信息管理系统 |
| 1.2.4 系统集成一公路隧道施工智能辅助决策系统研究 |
| 1.3 现阶段隧道工程动态设计与施工辅助决策系统研究中存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容及研究技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2、研究技术路线 |
| 1.5 本论文的创新之处 |
| 2 隧道施工期现场围岩级别快速判定方法研究 |
| 2.1 隧道围岩BQ分级指标现场快速获取方法研究 |
| 2.1.1 围岩BQ分级指标现场实测技术 |
| 2.1.2 岩石饱和单轴抗压强度与回弹强度相关性分析 |
| 2.1.3 岩石饱和单轴抗压强度与弹性模量相关性分析 |
| 2.2 佛岭隧道施工期围岩级别BQ法快速判定 |
| 2.3 基于BQ分级法的佛岭隧道施工期围岩分级新体系 |
| 2.3.1 新分级体系的分级指标 |
| 2.3.2 新分级体系分级指标的现场测试方法 |
| 2.3.3 定性分级指标的定量化标准 |
| 2.4 基于进化支持向量机算法的隧道工程岩体快速分级方法 |
| 2.4.1 支持向量回归算法 |
| 2.4.2 进化支持向量回归算法 |
| 2.4.3 基于新分级体系的佛岭隧道围岩进化支持向量回归智能分级模型 |
| 2.5 佛岭隧道围岩快速分级的数学模型 |
| 2.5.1 隧道围岩分级的进化支持向量回归数学模型 |
| 2.5.2 隧道围岩分级数学模型的检验 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 山岭隧道钻爆法施工光爆现场试验及数值模拟 |
| 3.1 山岭隧道光面爆破施工现场试验 |
| 3.1.1 试验仪器 |
| 3.1.2 试验测试项目 |
| 3.1.3 现场试验流程 |
| 3.1.4 爆破松动圈测试 |
| 3.2 佛岭隧道光面爆破施工数值模拟 |
| 3.2.1 LS-DYNA动力有限元分析程序 |
| 3.2.2 建模及计算参数选择 |
| 3.2.3 模型细部简介 |
| 3.2.4 佛岭隧道光面爆破施工数值模拟围岩振动速度监测 |
| 3.2.5 佛岭隧道光面爆破施工的数值模拟 |
| 3.3 佛岭隧道爆破施工数值模拟结果分析 |
| 3.3.1 围岩震动破坏标准 |
| 3.3.2 佛岭隧道爆破施工数值模拟结果的超欠挖统计 |
| 3.3.3 佛岭隧道光爆施工数值模拟结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 山岭隧道光面爆破参数优化数学模型及求解方法 |
| 4.1 光面爆破参数优化的数学模型 |
| 4.2 光面爆破参数优化数学模型的求解方法 |
| 4.3 基于PSO与BP神经网络耦合算法的佛岭隧道光面爆破参数优化 |
| 4.3.1 粒子群优化算法 |
| 4.3.2 BP神经元网络简介 |
| 4.3.3 PSO与BP耦合算法简介 |
| 4.3.4 BP神经网络训练样本的获取 |
| 4.3.5 隧道光面爆破输入与输出参数PSO-BP智能映射模型的建立-网络训练 |
| 4.3.6 基于PSO-BP神经网络耦合算法的隧道光面爆破参数优化-模型求解 |
| 4.3.7 基于PSO-BP耦合算法的隧道光面爆破参数优化-工程算例 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 隧道施工监测信息管理及反馈系统研制 |
| 5.1 系统功能与总体规划设计 |
| 5.1.1 系统功能与总体规划 |
| 5.1.2 数据结构设计 |
| 5.1.3 监测系统设计 |
| 5.1.4 系统界面设计 |
| 5.1.5 系统后台主体设计 |
| 5.2 监测数据回归分析与反馈 |
| 5.2.1 监测数据的PSO回归分析 |
| 5.2.2 监测数据的PSO回归分析实例 |
| 5.2.3 回归函数的选择 |
| 5.2.4 包含丢失位移的监测数据回归 |
| 5.2.5 围岩稳定性判断准则 |
| 5.3 基于PSO-BP神经网络耦合算法的围岩变形超前预报 |
| 5.4 基于围岩压力监测数据的初支稳定性分析 |
| 5.4.1 有限元分析基本原理 |
| 5.4.2 有限元分析程序设计 |
| 5.4.3 佛岭隧道围岩压力监测有限元分析实例 |
| 5.5 监测数据分析与管理系统应用实例 |
| 5.5.1 数据录入与存储 |
| 5.5.2 监测数据回归分析 |
| 5.5.3 监测数据趋势曲线图 |
| 5.5.4 报表功能模块 |
| 5.5.6 监测数据分析与预测专家系统功能模块 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 公路隧道施工智能辅助决策系统研究 |
| 6.1 系统功能与总体规划 |
| 6.1.1 系统功能 |
| 6.1.2 系统总体规划 |
| 6.2 隧道施工期围岩快速分级功能模块 |
| 6.2.1 隧道施工期围岩快速分级模块中数据库与数据模型设计 |
| 6.2.2 隧道施工期围岩快速分级模块中业务逻辑设计 |
| 6.2.3 隧道施工期围岩快速分级模块界面设计 |
| 6.3 光面爆破工艺参数优化模块 |
| 6.3.1 光面爆破工艺参数优化模块中数据模型设计 |
| 6.3.2 光面爆破工艺参数优化模块中业务逻辑设计 |
| 6.3.3 光面爆破工艺参数优化模块中界面设计 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 需要进一步研究的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）水电站地下厂房围岩与结构地震响应分析（论文提纲范文）
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 主要科学问题及国内外研究现状 |
| 1.3 研究目标和研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 地下厂房动力有限元计算程序的初步开发 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 系统运动方程及其求解方法 |
| 2.3 质量和阻尼矩阵 |
| 2.4 人工边界条件 |
| 2.5 地震波的输入 |
| 2.6 算例验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 地下厂房围岩与结构动力联合作用模型 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 岩石、混凝土类材料动力本构关系 |
| 3.3 围岩与结构接触面动力计算方法 |
| 3.4 计算程序的完善与验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 地下厂房地震响应数值分析平台的构建 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 地下厂房地震响应计算前处理问题及处理方法 |
| 4.3 地下厂房地震响应计算后处理程序 |
| 4.4 地下厂房地震响应计算程序的并行计算 |
| 4.5 地下厂房地震响应数值分析平台 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 地下厂房洞室围岩抗震支护效应分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 地下厂房洞室围岩抗震支护措施模拟方法 |
| 5.3 地下厂房洞室围岩抗震支护效果分析 |
| 5.4 地下厂房润室围岩锚固支护情况下抗震稳定分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 地下厂房结构震损特性分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 基于震后调查的地下厂房纟吉构震损情况分析 |
| 6.3 基于数值计算的地下厂房结构震损演化过程分析 |
| 6.4 地下厂房结构震损特性分析及减震理念探讨 |
| 6.5 地下厂房结构抗震计算方法探讨 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表论文及科研成果目录 |
| 致谢 |
（4）基于AFEPack软件包的并行显式有限元程序开发（论文提纲范文）
| 1 基于AFEPack软件包的程序开发方法 |
| 2 显式动力有限元串行算法 |
| 3 显式有限元并行化开发 |
| 3.1 自动区域划分 |
| 3.2 内边界上的数据通信 |
| 3.3 动态负载平衡 |
| 4 算例验证 |
| 5 结语 |
（5）多核处理器芯片计算平台中并行程序性能优化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 多核处理器的出现和发展 |
| 1.1.2 多核处理器带来的挑战 |
| 1.1.3 并行计算新的发展机遇 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 并行算法层面 |
| 1.2.2 并行程序实现层面 |
| 1.2.3 并行程序执行环境层面 |
| 1.2.4 存在的主要问题 |
| 1.3 研究思路 |
| 1.4 研究意义 |
| 1.5 课题来源与研究内容 |
| 1.6 论文结构安排 |
| 第2章 并行算法设计模型概述 |
| 2.1 共享存储模型 |
| 2.1.1 PRAM模型 |
| 2.1.2 APRAM模型 |
| 2.2 分布存储模型 |
| 2.2.1 BSP 模型 |
| 2.2.2 LogP模型 |
| 2.2.3 NHBL模型 |
| 2.3 考虑存储访问的模型 |
| 2.3.1 HMM模型和 BT 模型 |
| 2.3.2 UMH模型和 PMH 模型 |
| 2.3.3 DRAM(h)模型 |
| 2.3.4 HPM模型 |
| 2.4 模型对比及其发展趋势 |
| 2.5 已有的多核并行计算模型 |
| 2.5.1 Multi-BSP模型 |
| 2.5.2 mPLogP 模型 |
| 2.5.3 PEM 模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 面向同构多核芯片体系结构的UPMM并行计算模型 |
| 3.1 几种商业多核处理器架构 |
| 3.2 UPMM多核处理器芯片计算模型 |
| 3.3 数据访问模式 |
| 3.4 分层存储访问开销分析 |
| 3.5 矩阵运算 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 多核处理器芯片模拟器 |
| 4.1 相关背景与模型器设计思路 |
| 4.2 总体设计 |
| 4.3 sim-outorder模拟器的封装 |
| 4.3.1 全局变量修改 |
| 4.3.2 扩展指令设计 |
| 4.4 缓存系统的实现 |
| 4.4.1 设计思路 |
| 4.4.2 缓存系统拓扑结构 |
| 4.4.3 同步机制 |
| 4.4.4 扩展的 cache 属性 |
| 4.5 系统初始化模块的实现 |
| 4.6 模拟实验及结果分析 |
| 4.6.1 实验参数与流程说明 |
| 4.6.2 仿真验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基础并行算法的性能分析及优化 |
| 5.1 前缀和算法 |
| 5.2 并行前缀和算法 |
| 5.2.1 并行扫描算法性能分析 |
| 5.2.2 基于组相联的并行前缀和算法 |
| 5.3 稀疏矩阵-向量运算算法 |
| 5.4 优化的稀疏矩阵-向量运算算法 |
| 5.5 实验及结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 有限元计算应用程序的性能优化 |
| 6.1 相关背景介绍 |
| 6.1.1 OpenSees简介 |
| 6.1.2 有限元法介绍 |
| 6.2 OpenSees有限元分析计算过程 |
| 6.2.1 OpenSees软件体系结构 |
| 6.2.2 动力有限元分析过程 |
| 6.2.3 求解非线性方程的 Newton-Raphson 算法 |
| 6.2.4 求解线性方程组 |
| 6.3 OpenSeesSP性能分析 |
| 6.3.1 OpenSeesSP非线性方程组的并行求解 |
| 6.3.2 OpenSeesSP性能瓶颈分析 |
| 6.4 UTDU 矩阵分解算法性能优化 |
| 6.4.1 UTDU串行算法分析 |
| 6.4.2 UTDU并行分解算法 |
| 6.5 进程间通信性能优化 |
| 6.5.1 混合编程模式下数据通信技术 |
| 6.5.2 进程通信优化 |
| 6.6 求解线性/非线性方程组性能优化 |
| 6.7 性能评测 |
| 6.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）桥梁颤振时域分析及程序实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 桥梁风致振动问题 |
| 1.2 桥梁颤振分析 |
| 1.2.1 桥梁颤振机理研究 |
| 1.2.2 桥梁颤振分析理论 |
| 1.2.3 颤振分析求解方法 |
| 1.2.3.1 颤振频域分析 |
| 1.2.3.2 颤振时域分析 |
| 1.3 面向对象有限元程序设计 |
| 1.4 基于通用有限元软件 ANSYS 的开发 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 颤振时域分析计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气动自激力的时域表达 |
| 2.2.1 桥梁断面颤振力阶跃函数表达 |
| 2.2.2 桥梁断面颤振力有理函数表达 |
| 2.2.3 理想平板断面颤振自激力比较 |
| 2.3 动力非线性有限元求解方法 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 基于VC 语言的有限元程序开发及数值验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 程序的开发 |
| 3.2.1 有限元结构对象识别 |
| 3.2.2 模型输入 |
| 3.2.3 编程过程的技术处理 |
| 3.2.4 结构分析 |
| 3.3 程序验证 |
| 3.3.1 坦拱大挠度分析 |
| 3.3.2 45°曲梁空间大变形分析 |
| 3.3.3 弯梁动力有限元验证 |
| 3.3.4 二自由度平板颤振分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 平均风非均匀分布桥梁时域颤振分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 风场特性试验研究 |
| 4.3 峡谷效应的颤振时域分析 |
| 4.3.1 不考虑峡谷效应的颤振时域分析 |
| 4.3.2 平均风非均匀分布时颤振时域分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于ANSYS 平台的颤振时域分析及实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于ANSYS 的时域颤振实现 |
| 5.3 数值算例 |
| 5.3.1 具有理想平板断面的简支梁 |
| 5.3.2 矮寨大桥悬索桥某方案分析 |
| 5.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A (攻读学位其间所发表的学术论文目录) |
| 致谢 |
（7）快速有限元分析程序的系统设计与算法优化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 面向对象的快速有限元程序系统设计 |
| 2.1 面向对象方法 |
| 2.1.1 面向对象的基本概念 |
| 2.1.2 面向对象的开发方法 |
| 2.2 UML 及RATIONAL ROSE 建模 |
| 2.2.1 UML 建模的基本内容与过程 |
| 2.2.2 Rational Rose 模型表达 |
| 2.3 面向对象的有限元程序系统设计与建模 |
| 2.3.1 概述 |
| 2.3.2 有限元程序系统类的设计 |
| 2.3.3 有限元程序系统类之间的静态关系 |
| 2.3.4 有限元程序系统模型动态关系设计 |
| 2.4 快速有限元分析系统的效率分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 有限元线性方程组的数值解法 |
| 3.1 线性方程组数值解法概述 |
| 3.2 直接解法 |
| 3.2.1 高斯消去法 |
| 3.2.2 LU 分解 |
| 3.2.3 LDLT 分解 |
| 3.3 迭代解法 |
| 3.3.1 共扼梯度法 |
| 3.3.2 局限性分析 |
| 3.4 数据存贮结构 |
| 3.4.1 传统数据结构 |
| 3.4.2 稀疏数据结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 图论与有限元结构拓扑分析 |
| 4.1 图论 |
| 4.1.1 图论的基本概念 |
| 4.1.2 图与邻接矩阵 |
| 4.2 高斯消去法的图论解释 |
| 4.2.1 消去图 |
| 4.2.2 商图 |
| 4.3 有限元结构拓扑关系 |
| 4.3.1 带宽及轮廓优化基本概念 |
| 4.3.2 有限元节点拓扑关系及编号优化方案 |
| 4.3.3 有限元自由度重编号与总刚矩阵重排序 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 稀疏矩阵的快速直接分解的算法 |
| 5.1 稀疏快速直接分解算法概述 |
| 5.2 带宽及轮廓优化算法 |
| 5.2.1 带宽及轮廓优化算法概述 |
| 5.2.2 CM 算法与RCM 算法 |
| 5.2.3 改进的RCM 算法 |
| 5.3 填充元优化算法 |
| 5.3.1 填充元优化简介 |
| 5.3.2 经典最小度(MD)算法 |
| 5.3.3 近似最小度(AMD)算法 |
| 5.4 嵌套剖分算法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 稀疏矩阵快速直接分解算法的程序实现 |
| 6.1 快速直接分解算法概述 |
| 6.2 改进的RCM 优化算法的实现 |
| 6.2.1 一维变带宽存贮矩阵的拓扑结构 |
| 6.2.2 一维变带宽存贮矩阵的改进RCM 排序数组的生成 |
| 6.2.3 一维变带宽存贮矩阵的重排序实现 |
| 6.2.4 采用改进RCM 算法的有限元求解程序实现 |
| 6.3 近似最小度优化算法的实现 |
| 6.3.1 CSC 格式总刚矩阵的组装 |
| 6.3.2 近似最小度排序数组的生成 |
| 6.3.3 符号分解与数值分解的实现 |
| 6.3.4 采用AMD 算法的稀疏LDLT 分解实现 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 数值算例与分析 |
| 7.1 程序实现流程及功能 |
| 7.2 算法优化指标 |
| 7.2.1 改进的RCM 算法 |
| 7.2.2 近似最小度(AMD)算法 |
| 7.3 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 研究与发展趋势 |
| 8.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（8）地震时浅埋地下管线上浮机理及减灾对策研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 工程背景及研究意义 |
| 1.2 地震时地下管线上浮研究现状 |
| 1.2.1 振动台模型试验 |
| 1.2.2 地震反应分析 |
| 1.3 土体动力反应分析方法 |
| 1.4 土体动力反应分析程序 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 2 地震时饱和砂土地基中管线上浮机理及抗震措施试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 测试设备 |
| 2.2.1 地震模拟系统 |
| 2.2.2 模型槽和传感器 |
| 2.3 试验工况设计 |
| 2.4 模型制作 |
| 2.5 模型材料 |
| 2.5.1 砂土 |
| 2.5.2 碎石材料和管线 |
| 2.6 输入地震动 |
| 2.7 试验结果分析 |
| 2.7.1 模型试验所观察到的一般现象 |
| 2.7.2 液化地基的加速度反应 |
| 2.7.3 管线的上浮反应 |
| 2.7.4 地基的超孔隙水压力 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 面向对象的饱和土非线性有限元分析程序开发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 饱和土体有限元分析理论 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 有限元离散和求解 |
| 3.3 开发平台 |
| 3.4 编程语言和开发工具 |
| 3.5 面向对象的设计方法 |
| 3.5.1 面向对象的基本概念 |
| 3.6 面向对象的饱和土非线性有限元类设计 |
| 3.6.1 单元类—CElement |
| 3.6.2 结点类—CNode |
| 3.6.3 应力模型类—CStressModel |
| 3.6.4 渗流模型类—CDiffusionModel |
| 3.6.5 荷载类—CLoad |
| 3.6.6 时间积分类—CTimeIntegration |
| 3.6.7 方程组类—CEquationSystem |
| 3.6.8 求解器类—CSolver |
| 3.6.9 容器类—CContainer |
| 3.6.10 矩阵类—CMatrix |
| 3.6.11 向量类—CVector |
| 3.6.12 有限元控制类—CDomain |
| 3.7 多核并行 |
| 3.7.1 OpenMP执行模型 |
| 3.7.2 GEODYNA并行化处理 |
| 3.8 其它先进技术 |
| 3.8.1 存储方式和方程求解 |
| 3.8.2 后台计算 |
| 3.8.3 定时计算与关机 |
| 3.8.4 命令行式数据输入 |
| 3.9 程序功能 |
| 3.10 后处理程序 |
| 3.11 程序验证 |
| 3.11.1 饱和土固结问题 |
| 3.11.2 饱和土动力问题 |
| 3.12 本章小结 |
| 4 饱和砂土地基中地下管线的振动台试验数值模拟分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有效应力分析方法 |
| 4.2.1 广义Biot固结有限元方程 |
| 4.2.2 土的本构模型 |
| 4.2.3 孔压模型 |
| 4.2.4 有效应力方法的计算步骤 |
| 4.3 振动台模型试验数值模拟 |
| 4.3.1 有限元计算模型 |
| 4.3.2 输入地震动 |
| 4.3.3 计算参数 |
| 4.3.4 计算结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于液化后变形分析方法的地下管线上浮影响因素研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Yasuda双线性模型 |
| 5.3 液化安全率计算方法 |
| 5.4 地下管线上浮反应分析算例 |
| 5.4.1 有限元模型 |
| 5.4.2 计算参数 |
| 5.4.3 地震输入 |
| 5.4.4 结果分析 |
| 5.4.5 地下管线上浮影响因素研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 液化土中管线上浮反应弹塑性有限元分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 广义塑性理论 |
| 6.3 砂土广义塑性PZM-III模型 |
| 6.4 PZM-III模型在GEODYNA中的数值实现 |
| 6.5 地下管线算例 |
| 6.5.1 有限元模型 |
| 6.5.2 计算参数 |
| 6.5.3 地震输入和阻尼 |
| 6.5.4 时间积分参数 |
| 6.5.5 时间步长与收敛标准 |
| 6.5.6 地震反应分析 |
| 6.5.7 管线与砂土接触面参数敏感性分析 |
| 6.6 不同抗震措施的抗上浮效果研究 |
| 6.6.1 管线上浮位移 |
| 6.6.2 地基超孔隙水压力 |
| 6.7 U形排水措施参数分析 |
| 6.7.1 竖向排水带宽度 |
| 6.7.2 竖向排水带与管线的距离 |
| 6.7.3 水平排水带厚度 |
| 6.7.4 排水带渗透系数 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 结论和展望 |
| 7.1 论文的主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文及参与的课题情况 |
| 致谢 |
（9）地震作用下土钉支护边坡动力分析与抗震设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景、目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 拟静力法 |
| 1.2.2 Newmark滑块位移法 |
| 1.2.3 剪切梁或剪切楔法 |
| 1.2.4 数值分析法 |
| 1.2.5 概率分析法 |
| 1.2.6 试验分析法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 土钉土体系统动力模型的建立及地震响应分析 |
| 2.1 引论 |
| 2.2 土钉支护结构模型及工作原理 |
| 2.2.1 土钉支护结构 |
| 2.2.2 土钉墙的工作原理 |
| 2.2.3 土钉的工作原理 |
| 2.3 土钉土体系统动力模型的建立 |
| 2.4 简谐地震作用下土钉土体系统响应分析 |
| 2.5 案例分析及数值验证 |
| 2.5.1 工程概况 |
| 2.5.2 支护方案及设计结果 |
| 2.5.3 土钉地震动力响应分析 |
| 2.5.4 数值验证 |
| 2.5.5 土钉抗震承载力验算 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 土钉支护边坡动力模型的建立及地震响应分析 |
| 3.1 引论 |
| 3.2 动力计算模型的建立 |
| 3.2.1 刚性模型 |
| 3.2.2 柔性模型 |
| 3.3 简谐地震作用下土钉支护边坡地震响应分析 |
| 3.3.1 刚性模型地震响应分析 |
| 3.3.2 柔性模型地震响应分析 |
| 3.3.3 地震土压力计算 |
| 3.3.4 面层和钉头的强度验算与抗震设计 |
| 3.4 工程算例 |
| 3.4.1 工程算例一 |
| 3.4.2 工程算例二 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 地震作用下土钉支护边坡稳定性分析方法 |
| 4.1 引论 |
| 4.2 土质边坡动力破坏模式 |
| 4.3 动力稳定性模型一 |
| 4.3.1 塑性理论及塑性极限定理 |
| 4.3.2 动力极限稳定模型的建立 |
| 4.3.3 滑移面搜索模型 |
| 4.3.4 内能耗散率和外部做的功率计算 |
| 4.3.5 最危险安全系数的计算 |
| 4.4 动力稳定性模型二 |
| 4.4.1 动力稳定性模型的建立 |
| 4.4.2 土钉支护边坡地震稳定性分析程序设计 |
| 4.5 工程算例 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 地震作用下土钉支护边坡永久位移计算方法 |
| 5.1 引论 |
| 5.2 地震作用下土钉支护边坡永久位移计算模型 |
| 5.2.1 永久位移计算原理 |
| 5.2.2 永久位移计算模型的建立 |
| 5.2.3 确定最危险滑移面时的屈服加速度 |
| 5.2.4 基于永久位移控制的支护结构动态设计 |
| 5.3 案例分析及数值验证 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 地震作用下土钉支护边坡动力响应分析 |
| 6.1 引论 |
| 6.2 有限元分析软件ADINA |
| 6.3 动力有限元理论 |
| 6.3.1 动力运动方程 |
| 6.3.2 动力方程的解法 |
| 6.4 动力方程中阻尼的计算 |
| 6.5 地震动的输入 |
| 6.6 土钉支护边坡动力响应分析 |
| 6.6.1 有限元模型的建立 |
| 6.6.2 模拟结果及参数分析 |
| 6.7 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读学位期间发表的学术论文) |
| 附录B (攻读学位期间参与的科研项目) |
四、基于面向对象的动力有限元程序设计（论文参考文献）
- [1]伞状张力结构施工力学分析及索网协同牵引控制系统研发[D]. 王仲衡. 东南大学, 2020(01)
- [2]山岭隧道动态设计与施工智能辅助决策系统研究[D]. 方昱. 北京交通大学, 2016(09)
- [3]水电站地下厂房围岩与结构地震响应分析[D]. 杨阳. 武汉大学, 2015(07)
- [4]基于AFEPack软件包的并行显式有限元程序开发[J]. 郭永辉,浦锡锋,姚成宝,董楠. 现代应用物理, 2014(03)
- [5]多核处理器芯片计算平台中并行程序性能优化的研究[D]. 吕海. 北京工业大学, 2012(11)
- [6]桥梁颤振时域分析及程序实现[D]. 卿前志. 湖南大学, 2011(07)
- [7]快速有限元分析程序的系统设计与算法优化[D]. 于二青. 上海交通大学, 2009(S2)
- [8]地震时浅埋地下管线上浮机理及减灾对策研究[D]. 邹德高. 大连理工大学, 2008(05)
- [9]地震作用下土钉支护边坡动力分析与抗震设计方法研究[D]. 董建华. 兰州理工大学, 2008(09)
- [10]采矿工程中面向对象有限元研究综述[J]. 朱宗峰,吴磊. 矿业快报, 2007(08)