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在国内外学者的推动下,大体积混凝土结构施工过程仿真分析广为工程界所接受,但是成绩与困难并存。施工过程仿真分析现在主要存在如下困难:本构模型描述上的困难和计算速度上的困难,尤以计算速度问题更突出。如果解决了施工过程仿真分析中的计算速度问题,将会迎来施工过程仿真分析发展的再一次飞跃,因为它的应用将会使以下成为可能:①更真实地模拟施工过程、浇筑环境和施工进度;②考虑提前蓄水发电,模拟拱坝蓄水前后横缝的开合过程,优化温控措施。
本文以寻求快速求解器为突破口,结合施工过程仿真分析计算程序,本文展开了如下方面的研究:
(1)将SSOR-PCG 法和ICCG 法移植到施工过程仿真分析中,使温度场施工过程仿真分析的计算速度加快30%~50%。
(2)基于施工过程仿真分析的特点,采用索引存储法存储大规模稀疏系数矩阵,减少内存容量90%以上。因此,索引存储法和PCG 法结合的求解器是很理想的加速有限元技术。
(3)提出了另外两种加速有限元技术:ICCG 改进格式和浮动精度。ICCG 算法的改进格式,理论依据充分,在不影响解的正确性前提下,减少了分解元素的个数,从而使速度提高3%~10%。采用浮动精度,不仅可以保证精度,还可以缩短计算时间。一般加速可达10%。