面板堆石坝的数值求解是一个相当复杂的高度非线性问题。采用有限元串行算法求解时,由于要形成总体刚度矩阵,即使是采用变带宽存储,当结构的规模增大,模型网格数随之大大增加,会导致计算机内存容量不够,计算耗时很长,难以满足实际工程应用和研究的需要。因此,面板堆石坝的三维非线性有限元分析,对并行计算提出了较高的要求。多波前子结构法是一种采用“分而治之”策略的方法,非常适合于并行计算。根据面板堆石坝的模型特点和计算特点,对其数值计算实现并行化,编制了适用于机群的多波前子结构并行计算程序,并成功地应用于西龙池下库沥青混凝土面板堆石坝的有限元数值分析。针对面板堆石坝的并行计算,本文开展了以下几个方面的工作:1.研究了基于子结构多波前处理技术的并行算法,将求解区域分成几个子区域,各个处理器内独立对子结构进行静凝聚,在子结构之间的界面公共点处进行通信,求解完边界方程组后,各处理器并行回代求出子结构内部点的位移及单元应力。2.针对面板堆石坝的建模特点,分析模型内在的并行性,可以将面板堆石坝各剖分断面之间的坝体作为子结构。根据它的计算特点,在坝体分级填筑过程中子结构是变化的,设计了两种并行方案,即先串行后并行算法和完全并行算法。3.在原有的面板堆石坝三维非线性有限元静力计算程序的基础上,采用FORTRAN和MPI语言编写了并行代码。并在机群分布系统上对西龙池下库沥青混凝土面板堆石坝的进行了有限元数值分析。通过对加速比和并行效率进行分析,结果表明采用多波前子结构并行方法求解面板堆石坝的三维非线性有限元问题是非常有效的。