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1、有限元自动生成 与高性能计算梁国平中科院数学与系统科学研究院高性能计算 n高性能计算包括： 并行计算与网格计算。n随着计算机硬件的迅速发展，并行机价格越来 越便宜，今天的并行机如同昨天的PC机，将来 人人都用并行机。n并行机需要并行软件，为单CPU设计的软件不 能用于并行机。n各种软件都需要重新设计，重新编写。对软件 业来说是一场新的考验，也是一次难得的机遇 。n并行软件比串行软件复杂得多，需要寻找新的 软件设计方法。有限元软件面临的困难 人员多，时间长，耗资大。 难阅读，难理解，难维护。 只许黑箱操作，用户无权改动，难以满足千变万化的需求。商业软件越来越庞大，已达数十万行至数百万 行，编写这
2、样的软件：有限元软件发展的新途径1、 提供一种与有限元方法紧密结合的模型语言 有限元语言2、 用户采用模型语言编程，由生成器产生计算机代码程序避免了大量繁琐的编程有限元语言即书写微分方程表达式及其求解算法的语言热传导方程：其弱形式 例 三维热固耦合问题其有限元语言文件（PDE文件） disp u coor x y z shap c 8 gaus c mate ek;q 1.0d01;0.0d0;stif dist=+u/x;u/x*ek+u/y;u/y*ek+u/z;u/z*ek load=+u*q end 固体力学方程 应力平衡方程 几何方程 本构方程 有限元语言文件（VDE文件） disp
3、 u v wcoor x y zfunc exx eyy ezz eyz ezx exy shap c 8gaus ccoef tn mate pe pv alfa fx fy fz 1.0e9;0.3;1.0e- 5;0.0;0.0;0.0;$c6 fact = pe/(1.+pv)/(1.-2.*pv) vect u u v wvect f fu fv fwvect ev exx eyy ezzvect eg eyz ezx exyvect dg (0.5-pv) (0.5-pv) (0.5-pv)matrix dv (1.-pv) pv pvpv (1.-pv) pvpv pv (1.-
4、pv)func exx=+u/xeyy=+v/yezz=+w/zeyz=+v/z+w/yexz=+w/x+u/zexy=+u/y+v/xstif dist=+ev_i;ev_j*dv_i_j*fact+eg_i;eg_i*dg_i*factload=+u_i*f_i+ev_i* (1.+pv)*fact*alfa*tnend 计算流程文件（GCN文件） defi a ell b b ell c str a bstartilu b startilu a solvilu b solvilu a stress c 计算结果： 温度分布图 整体变形图 应用实例压力容器有限元分析电机电磁场分析索风营水电
5、站 地下厂房三维围岩稳定性研究大庆油田 套损机理模拟北京轴承厂 轴承强度分析乐凯胶片厂 涂布模具均流优化设计Motorola亚太地区 半导体芯片传热分析中科院应用化学所 复合材料加工传热传质问题中国科学院力学研究所 PBX材料损伤蠕变特性研究中国建筑科学研究总院 塔楼-地基-基础耦合作用分析中科院工程热物理所 通风路基温度场三维有限元分析夏天温度分布冬天温度分布直流电磁起重计算上海交通大学机械工程学院 地铁制动电阻应变片的弹塑性 大变形三维热固非线性耦合分析并行计算应用球形容器压力实验97，600六面体网格分区图东北大学岩石破裂与失稳研究中心 岩石力学数值模拟百万网格计算（32个子区域）混凝土大坝材料损伤过程分析中国水利水电科学研究院 细观混凝土大坝损伤力学研究损伤区域梁中部应力 随加载变化过程 Team workshop7 线性正弦稳态涡流问题层状复合材料蜂窝状复合材料加拿大国家地质调查局太平洋地学中心 日本JAMTEC6,402,453结 点板块俯冲 带动的地 幔中 Stokes流 与温度耦 合分析模型语言具有的特点n易阅读、易修改、易维护。n适用于各种学科、各种方程、各种算法。n是一种开放式平台，人人可参与编程。n可通过互联网使用。n不依赖操作系统，不依赖计算机的体系结构 ，适用于并行 计算。
