基于虚拟交付的结构工程有限元计算前处理的研究与实现

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fa2009
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有限元方法是工程科学、计算方法和计算机技术相结合的产物,其在处理复杂边界问题上具有很强的灵活性,已经成为一种非常有效的用于工程计算的数值分析方法。  结构工程有限元分析软件适用于结构工程领域,主要是针对建筑物模型或实验构件进行模型计算分析,如:线性分析、模态分析、Push-Over分析等。结构工程实验人员通过对模型进行建模分析可以直观、方便的进行模型设计,找出设计缺陷,改进设计结构。  结构工程有限元前处理是进行结构有限元分析的一个重要组成部分和必要条件。前处理软件主要提供可视化的交互建模环境,通过前处理建模环境实验用户可以进行模型设计、模型构建和交互显示。前处理建模软件将实验模型以脚本文件的形式保存下来,提供给后端计算程序进行分析计算,简化了建模流程,提升了实验效率。  OpenSees作为结构力学有限元分析的一个代表,主要用于结构和岩土方面的地震反应模拟。它采用有限元分析的方法,可以实现包括:简单的静力线弹性分析、静力非线性分析、截面分析、模态分析等。但是OpenSees缺乏可视化的交互建模环境的支持,使得结构工程实验人员通常要花费较大部分精力来创建、编写和维护极为复杂的输入程序代码,尤其是模型比较大的时候,增加了出错机率。  本文主要利用计算机技术和有限元分析理论来设计实现了基于OpenSees的结构工程有限元计算前处理软件,同时本课题也是教育部China Grid二期建设的子课题,本文主要研究实现有限元计算的前处理可视化。  同时本文还对软件的交付模式进行了相应的研究,整合了云计算技术和桌面虚拟化技术,提出了一种新型的“云+端”的软件交付模式。这种交付模式充分利用了云计算的弹性资源分配和按需扩展的特性,实现了结构工程有限元计算前处理软件的云端虚拟交付,降低了用户的使用维护成本,提升了用户体验。
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