14-CAE软件的开发和应用-摘要

MATJIS:嵌入C++的矩阵计算语言1)

钟万勰

(大连理工大学工程力学系,工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024)

控制领域中的相关计算问题是应用数学和数值分析的活跃内容。Matlab以其控制工程工具箱(Control Tool-Box)，得到了工程师尤其是高校等群体的广泛应用。该控制工具箱是Matlab的要点，是Matlab得以流行的原因之一。

但Matlab的控制工程工具箱(Control Tool-Box)的算法不能适应时变控制、精细积分等要求，还需进一步发展。我们研制了基于精细积分的控制系统(PIM-CSD)：《基于精细积分的(最优)控制系统程序库》，仍是基于Matlab而开发的。Matlab不便于与其他程序相连接以构成集成系统。再说还有版权制约，不自由。所以要自主开发MATJIS(矩阵计算)程序设计语言。

本文提出MATJIS(矩阵计算)程序设计语言，并加以实现。MATJIS充分利用宿主语言C++的功能，研制前处理器MJprep的软件工具，解决扩展到矩阵代数、精细积分等矩阵计算问题。是自主知识产权。

建立自主CAE软件产业是国民经济的战略需求

陆仲绩2)

(上海科学院,上海200235)

CAE技术是提高企业竞争力和保证国家安全的关键技术，在制造业和国民经济中具有举足轻重大作用，尽快建立自主CAE软件产业是满足国民经济战略需求的现实问题。本文就当前CAE软件产业建设中可能存在的问题，探讨以创新体制来建立尊重市场经济规律的具有自主知识产权CAE软件产业的可行性。

关键词软件产业,市场经济,CAE平台

1)国家自然科学基金(10421202,10632030),国家基础性发展规划项目(2005CB321704)资助.

2)E-mail:lzj@

621

河海大学“工程与科学数值模拟软件”的

研究与开发

陈文1)陈林2)傅卓佳

(河海大学工程力学系,南京210098)

河海大学工程力学系徐芝纶院士于20世纪70年代初在国内工程界率先引进有限元方法，出版了国内第一批有限元书，举办五届有限元进修班，在本科和研究生中首开有限元课，研制国内首批有限元软件，为水利工程结构设计提供第一批有限元科研成果，广泛地将有限元方法应用于水利、土木、环境和交通等方面的研究，当时被誉为我国培养有限元人材的摇篮和有限元科研基地之一,对有限元在国内的引入，完善，发展和应用作出了开拓性的贡献。

随着有限元理论和软件开发技术的不断发展，河海大学研发了一批有限元数值模拟软件，如工程力学系秦忠国教授开发的“水工结构分析系统(AutoBANK)”和“边坡稳定分析软件(Slope)”被50多家工程设计单位所采用。2006年10月河海大学成立了“工程与科学数值模拟软件中心”()。中心的主要研究工作是提出解决工程与科学大规模数值模拟中的关键难点问题的新方法和新理论，重点展开相应的计算力学软件的研制工作，培养计算力学人才，发表高水平研究论文，出版学术和工程应用专著。目前的研究重点具体为：

(1)径向基函数无网格方法计算高波数波传播和高频振动问题，大规模散乱数据处理算法与软件；

(2)复杂力学行为的分数阶微积分模型的计算方法研究及相应软件开发；

(3)流体力学光滑粒子动力学方法软件及其在水利工程中的应用；

(4)以Python语言为基础，结合其它编程语言如C、C++和Fortran，进行大规模计算软件的开发。

1)E-mail:chenwen@

2)E-mail:chenlin@

622

大跨度结构抗震分析软件系统1)

张亚辉*,2)赵岩*李云鹏*唐光武**林家浩*

*(大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室,大连116023)

**(重庆交通科研设计院,重庆400067)

大跨度结构是人类现代文明的重要组成部分，正被日益广泛地应用于桥梁、水坝、体育场馆、高架铁路、核电站管线以及与生命线工程有关的许多建设项目中。高强、轻型、大跨、美观等方向的发展趋势对大跨度结构抗震设计提出了更高的要求。大跨度结构的抗震有很多值得重视的问题，其中，对地震波传播过程中的多点激励效应的分析及在强烈地震作用下的非线性性态的研究是尤其值得关注的，也是国内外学者研究的热点问题。

经过十多年的研究，我们在多点输入随机动力学方程的求解方法方面取得了一定的进展，同时也发现了一些亟待深入研究的基本问题。特别是，在中等以上强度的地震作用下，结构可能进入非线性受力状态。例如，大跨度桥梁的非线性因素主要有几何非线性、桥墩弹塑性和支撑条件的非线性等。几何非线性对于桥梁在强震作用下的动力失稳的影响；对于一系列物理非线性性质，如桥墩弹塑性造成的桥梁非线性性态，桥梁中采用的各种橡胶支座、抗震支座以及各种限位装置（如各种挡块）等，对桥梁的动力特性、内力和位移反应均有较大的影响，也是产生碰撞、落梁等桥梁破坏的关键因素。另外当桥梁建在软弱土层时，还需考虑桩—土的非线性相互作用。当桥梁安装一些控制元件时，这些控制元件也往往是非线性的。在多点输入随机地震动下，如何有效地考虑这些因素，其中有许多深层次的问题没有解决好。目前国内外商用软件还都不能解决好上述问题。

针对大跨度结构多点线性/非线性抗震问题，将结合一些典型的工程实例，介绍分析软件系统的研制。一方面，当今世界CAE软件不仅是企业进行创新设计的重要工具，也已经成为与理论研究和物理实验同等重要的研究手段；另一方面，中国当前在大跨度结构工程分析上所使用的软件系统几乎全部依赖于进口，极其受制于外国。如能结合对国民经济发展有重要价值的课题的理论研究工作，建立一套有自主知识产权的中国CAE软件系统，对于加强国力、提高国际竞争力都有重要意义。

关键词大跨度结构，抗震，线性,非线性

1)国家自然科学基金(10502011,10472023,50608012)资助项目.

2)E-mail:zhangyh@

623