Linux集群上具大节点自由度单元的有限元分析调优与优化
计算物理
2015-09-21 v1
摘要
石英晶体板高频振动的有限元分析是设计用于滤波器和传感器中的精密型石英晶体谐振器所必需的工艺。谐振器的各向异性材料和射频范围内的极高频率决定了振动频谱是复杂的，具有大量不同振动模式的强耦合，这些模式表示在通常结构问题中不出现的变形。例如，高阶厚度剪切振动通常代表薄板在厚度方向上的急剧变形，期望分析沿相对较小的厚度采用精细网格划分方案，从而平面面积很大。为了能够表示精确的振型，有限元分析中需要非常大量的单元，无论是采用三维理论还是高阶板理论，尽管对于二维分析预期自由度数（DOF）会相当减少而不牺牲精度。本文中，我们回顾了该分析的软件架构，并展示了对参数的评估与调优，以改进具有每个节点大量DOF的单元问题的分析，或与传统有限元公式相比具有异常大带宽的带状刚度与质量矩阵的问题。此类问题可用作多物理场分析问题的优化与调优的示例，这类问题在具有过度大自由度和带宽的工程应用中日益重要。
引用
@article{arxiv.1509.05503,
title = {Tuning and Optimizing the Finite Element Analysis with Elements of Large Nodal DOF on a Linux Cluster},
author = {Ji Wang and Lihong Wang and Qiang Sun and Rongxing Wu and Bin Huang and Jianke Du and Wei Xiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.05503},
year = {2015}
}
备注
It is a general description of our FEMXR sofware for the analysis of quartz crystal resonators with the FEM