现代CAE分析的发展对计算能力提出了越来越高的需求,Abaqus作为功能最为强大的CAE分析软件之一,在生产和研究中为各国的工程师和研究人员所广泛采用。Abaqus提供了强大的并行功能,它采用Threads和MPI两种并行模式,可应用于SMP 或者Cluster。本文不仅对Abaqus的并行计算的功能进行了简单介绍,而且在各种不同的操作平台上对不同分析算例进行了测试,提出了一套完整的解决方案,对于用户在Abaqus软件和硬件的选取都具有一定的参考作用。
一、CAE分析对高性能计算的需求
CAE就是用计算机辅助求解工程和产品的强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、弹塑性等力学性能以及性能的优化设计等问题的方法。从20世纪60年代初开始,CAE 技术逐渐被应用于解决复杂的工程分析计算问题。CAE 的广泛应用使得工程和产品的设计水平发生了质的飞跃。经历了40多年的发展历史,CAE 理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程,现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、汽车、土木结构等领域)必不可少的数值计算工具,同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。
随着现代科学技术的发展,人们正在不断建造更为快速的交通工具、更大规模的建筑物、更大跨度的桥梁、更大功率的发电机组和更为精密的机械设备,因此,要进行CAE 分析设计必须获得更高的计算能力,主要表现在:
要处理更多的工程数据:现代勘探和测量技术的发展,使得在设计、生产或施工前后都能获得大量的数据,数据的及时有效处理能为后继的、生产或施工提供有力的指导;
要处理更大规模的问题:为了提高分析的精度,必须采用更精密的网格划分、模拟更加精细的结构,使得问题规模不断扩大;
要完成更加困难的分析:在分析中