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2003年MSC.Software中国用户论文集

基于MSC.Nastran的结构地震响应并行化软件开发

李丽君金先龙李渊印

上海交通大学高性能计算中心

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2003年MSC.Software中国用户论文集

基于MSC.Nastran的结构地震响应并行化软件开发

DevelopmentforParallelSeismicResponseSoftware

BasedonMSC.Nastran

李丽君金先龙李渊印

（上海交通大学高性能计算中心）

摘要：大型结构的地震反应分析日益重要，本文研究了结构地震动响应的并行求解及人造地震动

时程的计算，在大型商业性有限元软件MSC.Nastran与MSC.Patran的基础上，提出MSC.Nastran串

行有限元结构分析与大规模并行计算相结合的结构地震反应分析系统，通过DMAP语言实现了软件的

二次开发与集成，并用PCL语言开发了客户化界面，使MSC.Nastran强大的结构分析能力与高性能计

算的优势得以结合，有效提高结构地震响应分析的精度和效率。

关键词：地震反应时程有限元并行

Abstract:Theseismicresponseanalysisofmassivelystructureismoreimportant.The

researchisalgorithmforsynthesizingseismicaccelerationtimehistoriesandstructural

seismicresponseparallelanalysis.Onthebasisofbothgreatcommercialfiniteelement

code,MSC.NastranandMSC.Patran,anewtypeofanalysissystemcoupledFEAandmassively

parallelcomputerisdeveloped.ThedevelopmentandintegrationtoolisDMAP.Theclient

interfacewasdevelopedinPCL.ThesystemcouplestheadvantagesofMSC.Nastranandhigh

performancecomputing,andcanimprovetheprecisionandefficiencyofseismicresponse

analysis.

Keywords:seismicresponse,timehistory,finiteelement,parallel

1前言

我国是一个多地震的国家，对工程结构要通过分析其地震反应来确定抗震安全性能和采取合理的

抗震加固措施，以预防和减轻地震灾害。随着结构的规模、复杂性及工程抗震性分析速度和精度等要

求的日益提高，串行机和串行计算软件无法满足庞大计算量的需求；同时并行计算机由于缺少结构地

震反应分析的专用软件使得在地震工程中的应用受到限制。因此，开发专业化的结构地震反应分析并

行软件具有重要的理论意义和实用价值，能够为结构的抗震设防提供科学依据。

并行化结构地震反应分析系统选择作为CAE工业标准的大型商业性有限元分析软件MSC.Nastran

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2003年MSC.Software中国用户论文集

为并行化求解器的开发平台，充分利用其功能强、开放性好、用户广的优点，开发人造地震动时程求

解模块及结构地震动响应并行计算模块；以MSC.Patran为前后处理器完成结构地震反应分析的可视

化前后处理与并行求解器的调用