Параллельные вычисления при расчете стержневых систем на основе численных методов

• Автор: Нгуен Зуи Тхаи
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Современный подход к расчету стержневых систем

1.1. Классификация стержневых систем

1.2. Методы расчета стержневых систем

1.3. Возможность повышения эффективности при расчете сложных стержневых систем

1.4. Модели параллельных вычислений и показатели эффективности параллельного алгоритма

1.4.1. Модель параллельных вычислений

1.4.2. Показатели эффективности параллельного алгоритма

Выводы по первой главе

Глава 2. Модели и методы параллельной реализации задач при расчете стержневых систем
2.1. Модель реализации параллельных алгоритмов как система массового обслуживания
2.2. Модель удаленного доступа как система массового обслуживания
2.3. Модификация различных численных методов в условиях параллельных вычислений
2.3.1. Модифицированный метод для решения СЛАУ
2.3.2. Модифицированный метод для интерполяции табличных функций..
2.3.3. Модифицированный метод для численного интегрирования
2.4. Численные методы в расчетах стержневых систем
2.4.1. Последовательный метод расчета стержневых систем
2.4.2. Параллельный метод расчета стержневых систем
Выводы по второй главе
Глава 3. Реализация программных комплексов при расчете стержневых систем и решении задач численными методами

3.1. Программный комплекс на основе технологии параллельных вычислений в среде MATLAB
3.1.1. Технология параллельных вычислений в среде MATLAB
3.1.2. Программный комплекс «ПАРАСС»
3.3. Программный комплекс на основе технологии удаленного доступа
3.4. Реализация библиотеки функций
Выводы по третьей главе
Глава 4. Расчёт стержневых систем в условиях применения параллельных
вычислений и их моделирование
4.1. Моделирование параллельных вычислений при расчете стержневых
систем
4.2. Моделирование системы удаленного доступа
4.3. Расчет плоских стержневых систем
4.3.1. Описание расчетной модели плоской фермы
4.3.2. Результаты расчета плоской фермы
4.3.3. Экспериментальная оценка эффективности
4.4. Расчет пространственных стержневых систем
4.4.1. Описание расчетной модели системы
4.4.2. Расчет рамы по оси
4.4.3. Расчет группы объектов
4.5. Параллельная реализация различных задач
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

ВВЕДЕНИЕ
Под стержневыми понимаются системы, состоящие из отдельных, обычно прямолинейных, стержней, соединённых между собой в узлах с помощью сварки, заклепок, болтов или других скреплений. Стержневые системы являются широко распространенными элементами конструкций различного назначения: это перекрытия объектов большой площади (торговые павильоны, стадионы, ангары), опоры линий электропередач, несущие конструкции кранов различного назначения и т.п. Поэтому строительная механика стержневых систем является важнейшей частью строительной механики - науки о прочности конструкций.
Теория и методы расчета в строительной механике стержневых систем широко освещены в работах отечественных ученых. Можно отметить следующих авторов: чл.-корр. АН СССР И.М. Рабинович [107], чл.-корр. АН СССР А.Ф. Смирнов [120], A.B. Дарков, H.H. Шапошников [52], М.Н. Кирсанов [66] и др.
Всю историю развития строительной механики можно разделить на два периода: до появления электронных вычислительных машин (ЭВМ)
(классическая строительная механика) и после появлением ЭВМ. Классические расчетные схемы позволяют понять работу сооружений через работу простейших расчетных схем. Это имеет огромное значение для развития инженерной интуиции, без которой невозможно проектирование сооружений. Однако большое значение для развития строительной механики тесно связано с появлением ЭВМ. Первоначально вычислительная машина использовалась как инструмент для решения системы линейных уравнений, а затем был полностью автоматизирован весь процесс расчета. На этом этапе большую роль во внедрении машинных методов сыграли работы отечественных ученных: А.Ф. Смирнова [120], Л.А. Розина [112], В.И. Феодосьева [128], В.П. Ильина, В.П. Карпова, А.М. Масленникова [62] и др.

, V. а а
1 +У — +
4=1 к п{п - а)

р„=—р°’к = 1-м к

ппк — аР
~р^к > п
п = а,т ■

,Л^ = п + /я,2 = я
(2.1)
2.2. Модель удаленного доступа как система массового обслуживания
Во многих учебных заведениях происходит реформирование средств организации учебного процесса, интенсивное внедрение дистанционного обучения. Внедрение в учебном заведении такой технологии требует большой подготовительной работы, и она начинается с разработки электронных учебников и практикумов. В этих условиях актуальна задача повышения эффективности изучения численных методов за счет работы при наличии ¥еЬ-браузера. В некоторых математических пакетах, таких как МаШСАБ [104], Мар1е [33, 55, 56] и МАТЬАВ [33, 58, 80, 101, 103] появились средства, позволяющие создавать удаленно Web-пpилoжeниe, ориентированное на сложные вычисления. Одним из подобных средств является пакет расширения М¥Б [20, 81].
М¥8 предоставляет возможность разрабатывать АУеЬ-приложение, работающее на сервере в режиме удаленного доступа, используя стандартные компоненты МАТЬАВ и взаимодействуя с ним лишь через ¥еЬ-браузеры. И. С. Пономарева, В. А. Зелепухина и Ю. Ю. Тарасевич создали целый комплекс классических моделей для решения задач с использованием МШ8 из области физики, химии, биологии, объединенных в виртуальный лабораторный