船舶阻力图谱计算与模型试验结果比较分析

海洋平台结构设计与模型制作计算书

海洋平台结构设计与模型制作 理论方案 浙江大学结构设计竞赛组委会 二○一二年

第一部分：方案设计摘要 根据学长“简单、粗犷”的原理，在实践中抛 弃了很多复杂、沉重的构件，最终展现在我们面前 的是一个四棱台与四棱柱结合的简单作品。 自下而上的构件分别为： 底部为深入沙中的底柱，长为10cm。通过一次 实验，为利于柱子插入细沙中而将柱子削尖。 联结底柱的是四棱台，高42cm、底边长45cm、 顶边长28cm。为抵抗风荷载的力矩而增大重力的力 臂，在保证质量较轻的条件下增大底部长度。初时 对竖向荷载过分估计以致四周承重柱以及斜撑杆过 重，但稳重的底部在加载过程汇中也有可取之处。 之所以将高度定为28cm，是因为伊始准备在四棱台 中间安置塑料片筒体。但在实际操作中我们放弃了 这个设想。 联结四棱台的是被斜杆分成三部分的四棱柱。 借鉴了别人的轻质理念，一改底座的笨重，上部桁 架的布置简明，但纤细的杆件也使整体遭受了风荷 载的极大挑战。在实验加载中发现荷载箱稍小，因 此改进顶部边长、露出四个小柱。本欲在与水面相 切处设置420*420的塑料片则可以利用水的吸附 力，可惜塑料片质量稍重、效果也不太明显。改进 后，四棱台留在空中的部分受风荷载较大，布置了 较密的桁架。 在构件联结处，我们尽力增大构件的接触面积，同时也做了些小木段与木片作为加固。 总结来看，在最初的设计思考中我们还是有一些新的想法,比如筒体，比如利用水的吸附力，但在实践制作过程中我们缺乏对可操作性的理性认识；同时我们过分估计竖向荷载以致质量过重，轻视水平风荷载而在试验中多次面临剧烈的扭转。最终我们的结构形式归于简单，但过程并不平淡。在否定与自我否定中，我们已有收获。

并行计算-练习题

2014年《并行计算系统》复习题 （15分）给出五种并行计算机体系结构的名称，并分别画出其典型结构。 ①并行向量处理机（PVP） ②对称多机系统（SMP） ③大规模并行处理机（MPP） ④分布式共享存储器多机系统（DSM） ⑤工作站机群（COW） （10分）给出五种典型的访存模型，并分别简要描述其特点。 ①均匀访存模型（UMA）： 物理存储器被所有处理机均匀共享 所有处理机访存时间相同 适于通用的或分时的应用程序类型 ②非均匀访存模型（NUMA）： 是所有处理机的本地存储器的集合 访问本地LM的访存时间较短 访问远程LM的访存时间较长 ③Cache一致性非均匀访存模型（CC-NUMA）： DSM结构 ④全局Cache访存模型（COMA）： 是NUMA的一种特例，是采用各处理机的Cache组成的全局地址空间 远程Cache的访问是由Cache目录支持的 ⑤非远程访存模型（NORMA）： 在分布式存储器多机系统中，如果所有存储器都是专用的，而且只能被本地存储机访问，则这种访问模型称为NORAM 绝大多数的NUMA支持NORAM 在DSM中，NORAM的特性被隐匿的 3. （15分）对于如下的静态互连网络，给出其网络直径、节点的度数、对剖宽度，说明该网络是否是一个对称网络。 网络直径：8 节点的度数：2 对剖宽度：2 该网络是一个对称网络 4. （15分）设一个计算任务，在一个处理机上执行需10个小时完成，其中可并行化的部分为9个小时，不可并行化的部分为1个小时。问： （1）该程序的串行比例因子是多少，并行比例因子是多少？ 串行比例因子：1/10

并行比例因子:9/10 如果有10个处理机并行执行该程序，可达到的加速比是多少？ 10/(9/10 + 1) = 5.263 （3）如果有20个处理机并行执行该程序，可达到的加速比是多少？ 10/(9/20 + 1)= 6.897 （15分）什么是并行计算系统的可扩放性？可放性包括哪些方面？可扩放性研究的目的是什么？ 一个计算机系统（硬件、软件、算法、程序等）被称为可扩放的，是指其性能随处理机数目的增加而按比例提高。例如，工作负载能力和加速比都可随处理机的数目的增加而增加。可扩放性包括: 1.机器规模的可扩放性 系统性能是如何随着处理机数目的增加而改善的 2.问题规模的可扩放性 系统的性能是如何随着数据规模和负载规模的增加而改善 3.技术的可扩放性 系统的性能上如何随着技术的改变而改善 可扩放性研究的目的: 确定解决某类问题时何种并行算法与何种并行体系结构的组合，可以有效的利用大量的处理器； 对于运用于某种并行机上的某种算法，根据在小规模处理机的运行性能预测移植到大规模处理机上的运行性能; 对固定问题规模，确定最优处理机数和可获得的最大的加速比 （15分）给出五个基本的并行计算模型，并说明其各自的优缺点。 ①PRAM：SIMD-SM 优点： 适于表示和分析并行计算的复杂性； 隐匿了并行计算机的大部底层细节（如通信、同步），从而易于使用。 缺点： 不适于MIMD计算机，存在存储器竞争和通信延迟问题。 ②APRAM:MIMD-SM 优点： 保存了PRAM的简单性； 可编程性和可调试性（correctness）好； 易于进行程序复杂性分析。 缺点： 不适于具有分布式存储器的MIMD计算机。 ③BSP：MIMD-DM 优点: 把计算和通信分割开来； 使用hashing自动进行存储器和通信管理； 提供了一个编程环境。 缺点： 显式的同步机制限制并行计算机数据的增加； 在一个Superstep中最多只能传递h各报文。

广厦通用计算GSSAP新规范计算模型的合理选取

广厦通用计算GSSAP 新规范计算模型的合理选取一个结构CAD包括3部分：前后处理、计算和基础CAD。如下介绍前处理中的结构模型和一天学会广厦结构CAD。 1前处理中的结构模型 如下高度概括我们天天面对的结构模型。 一个结构模型包括2部分：总的信息和构件信息，总的信息包括总体信息和各层信息，构件信息包括墙柱梁板的位置和属性，属性包括设计属性、截面材料属性和荷载属性。 1.1GSSAP总体信息 1)地下室有3个参数控制 地下室层数控制地下室无风，嵌固层最大结构层号控制地下室嵌固，有侧约束地下室层数控制地下室弹性约束。 1下上层刚度比≥2，可设为嵌固层，否则设为有侧约束层； 2其它计算如SATWE少了一个参数：有侧约束层，所以首层柱根判定有错； 如下结构1为地梁和防水板，考虑土的摩擦作用1层有侧约束，错误判定结构1层为首层。

3嵌固层的梁不应自动放大1.3倍，下柱不应小于地上1.1倍，加上梁的贡献，一般情况下已经满足下柱加梁的承载力大于上柱1.3倍的要求； 4如下嵌固在0层(基础层)，结构1和2层有侧土约束，结构3层为首层。 5如下结构1为地梁和防水板，考虑土的摩擦作用1层有侧约束，结构2层为首层。 2)裙房层数 1要准确输入裙房层数，包括地下室部分的层数； 2影响裙房上塔楼层风荷载的自动计算； 3影响裙房上塔楼结果的输出，如刚重比、周期比等。 3)薄弱的结构层号 1除层间抗侧力结构的承载力比值外，其它自动判定的薄弱层都自动处理相应的放大系数，不需在这人工指定； 2多层自动放大1.15，高层自动放大1.25。 4)加强层所在的结构层号 1加强层是刚度和承载力加强的层，与墙的加强部位层是两个不同概念的层； 2加强层及相邻层核心筒可在墙设计属性中人工设置约束边缘构件。

并行计算综述

并行计算综述 姓名：尹航学号：S131020012 专业：计算机科学与技术摘要：本文对并行计算的基本概念和基本理论进行了分析和研究。主要内容有：并行计算提出的背景，目前国内外的研究现状，并行计算概念和并行计算机类型，并行计算的性能评价，并行计算模型，并行编程环境与并行编程语言。 关键词：并行计算；性能评价；并行计算模型；并行编程 1. 前言 网络并行计算是近几年国际上并行计算新出现的一个重要研究方向，也是热门课题。网络并行计算就是利用互联网上的计算机资源实现其它问题的计算，这种并行计算环境的显著优点是投资少、见效快、灵活性强等。由于科学计算的要求，越来越多的用户希望能具有并行计算的环境，但除了少数计算机大户（石油、天气预报等）外，很多用户由于工业资金的不足而不能使用并行计算机。一旦实现并行计算，就可以通过网络实现超级计算。这样，就不必要购买昂贵的并行计算机。 目前，国内一般的应用单位都具有局域网或广域网的结点，基本上具备网络计算的硬件环境。其次，网络并行计算的系统软件PVM是当前国际上公认的一种消息传递标准软件系统。有了该软件系统，可以在不具备并行机的情况下进行并行计算。该软件是美国国家基金资助的开放软件，没有版权问题。可以从国际互联网上获得其源代码及其相应的辅助工具程序。这无疑给人们对计算大问题带来了良好的机遇。这种计算环境特别适合我国国情。 近几年国内一些高校和科研院所投入了一些力量来进行并行计算软件的应用理论和方法的研究，并取得了可喜的成绩。到目前为止，网络并行计算已经在勘探地球物理、机械制造、计算数学、石油资源、数字模拟等许多应用领域开展研究。这将在计算机的应用的各应用领域科学开创一个崭新的环境。 2. 并行计算简介[1] 2.1并行计算与科学计算 并行计算（Parallel Computing），简单地讲，就是在并行计算机上所作的计算，它和常说的高性能计算（High Performance Computing）、超级计算（Super Computing）是同义词，因为任何高性能计算和超级计算都离不开并行技术。

midas_civil简支梁模型计算

第一讲 简支梁模型的计算 工程概况 20 米跨径的简支梁，横截面如图 1-1 所示。 迈达斯建模计算的一般步骤 1- 理处 前 第五步：定义荷载工况 第六步：输入荷载第四步：定义边界条件 第三步：定义材料和截面 第二步：建立单元 第一步：建立结点

具体建模步骤 第 01 步：新建一个文件夹，命名为 Model01，用于存储工程文件。这里，在桌面的“迈达斯”文件夹下新建了它，目录为 C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01。 第 02 步：启动 Midas ，程序界面如图 1-2 所示。 图 1-2 程序界面 第 03 步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图 1-3 所示。

图 1-3 新建工程 第04 步：选择菜单“文件(F)->保存(S) ”，选择目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01，输入工程名“简支梁.mcb”。如图 1-4 所示。 图 1-4 保存工程

第05 步：打开工程目录C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\迈达斯\模型 01，新建一个 excel 文件，命名为“结点坐标”。在 excel 里面输入结点的 x，y，z 坐标值。如图 1-5 所示。 图 1-5 结点数据 第 06 步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel 里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。如图 1-6 所示。

船舶阻力复习及答案

第一章总论 1.船舶快速性，船舶快速性问题的分解。 船舶快速性：对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者快速性好；或者，对一 定的船舶要求达到一定航速时，所需主机功率小者快速性好。 船舶快速性简化成两部分: “船舶阻力”部分：研究船舶在等速直线航行过程中船体受到的各种阻力问题。 “船舶推进”部分：研究克服船体阻力的推进器及其与船体间的相互作用以及船、机、桨（推进器）的匹配问题。 2.船舶阻力，船舶阻力研究的主要内容、主要方法。 船舶阻力：船舶在航行过程中会受到流体（水和空气）阻止它前进的力，这种与船体运动相 反的作用力称为船的阻力。 船舶阻力研究的主要内容： 1.船舶以一定速度在水中直线航行时所遭受的各种阻力的成因及其性质； 2.阻力随航速、船型和外界条件的变化规律； 3.研究减小阻力的方法，寻求设计低阻力的优良船型； 4.如何较准确地估算船舶阻力，为设计推进器（螺旋桨）决定主机功率提供依据。 研究船舶阻力的方法： 1．理论研究方法：应用流体力学的理论，通过对问题的观察、调查、思索和分析，抓住问

题的核心和关键，确定拟采取的措施。 2.试验方法：包括船模试验和实船实验，船模试验是根据对问题本质的理性认识，按照相似 理论在试验池中进行试验，以获得问题定性和定量的解决。 3.数值模拟:根据数学模型，采用数值方法预报船舶航行性能，优化船型和推进器的设计。 3.水面舰船阻力的组成，每种阻力的成因。 船舶在水面航行时的阻力由裸船体阻力和附加阻力组成，其中附加阻力包括空气阻力、汹涛阻力和附体阻力。 船体阻力的成因:船体在运动过程中兴起波浪，船首的波峰使首部压力增加，而船尾的波谷使尾部压力降低，产生了兴波阻力；由于水的粘性，在船体周围形成“边界层”，从而使船体运动过程中受到摩擦阻力；在船体曲度骤变处，特别是较丰满船的尾部常会产生漩涡，引起船体前后压力不平衡而产生粘压阻力。 4.船舶阻力分类方法。 1.按产生阻力的物理现象分类：船体总阻力由兴波阻力、摩擦阻力和粘压阻力 Rpv 三者组成，即Rt=Rw+Rf+Rpv. 2.按作用力的方向分类：分为由兴波和旋涡引起的垂直于船体表面压力和船体表面切向水质点的摩擦阻力，即Rt=Rf+Rp. 3.按流体性质分类：分为兴波阻力和粘性阻力（摩擦阻力和粘压阻力），即 Rt=Rw+Rv. 4.傅汝德阻力分类：分为摩擦阻力和剩余阻力（粘压阻力和兴波阻力） ,即Rt=Rf+Rr. 5.船舶动力相似定律，研究船舶动力相似定律的意义，粘性与重力互不相干假定。 船舶动力相似定律：航行于水面的船舶，其阻力和船体几何尺寸、航速、水的运动粘性系数，

LBGK模型的分布式并行计算

万方数据

２ＬＢＧＫＤ２Ｑ９模型的并行计算 ２．１数据分布 将流场划分成Ｎ。ｘＮ，的网格。设有Ｐ＝只×Ｐｖ个进程参与并行计算，进程号Ｐ。＝Ｈ以（０≤ｉ＜只，０≤Ｊ＜尸ｖ）。将数据按照重叠一条边的分块分布到各进程中。其中，进程Ｐ。存储并处理的数据网格点集，如图ｌ所示。 图１进程珊存储并处理的区域（斜线处为重叠部分） ２．２交替方向的Ｊａｃｏｂｉ迭代通信 Ｊａｃｏｂｉ迭代是一类典型的通信迭代操作。文献［４】主要讨论了一个方向的Ｊａｃｏｂｉ迭代。根据数据分布及计算要求，需要采用２个方向交替的Ｊａｃｏｂｉ迭代通信操作。本文认为，“即发即收”的通信策略能有效避免完全的“先发后收”可能造成的通信数据“堆积”过多，从而避免数据的丢失。进程Ｐｌｉ的通信操作如下（见图２）： （１）Ｉｆｉ≠只一１ｔｈｅｎ发送数据到进程Ｐ¨，； （２）Ｉｆｉ≠０ｔｈｅｎ从进程Ｐｆ＿Ｊ，接收数据； （３）Ｉｆ，≠只－１ｔｈｅｎ发送数据到进程Ｐｍｌ； （４）ＩｆＪ≠０ｔｈｅｎ从进程Ｐ—ｌ接收数据。 各进程并行执行上述操作。 图２交普方向的Ｊａｃｏｂｉ迭代 ２．３通信时间理论 由一般的通信模型可知，若发送、接收信息长度为ｎ字节的数据所需时间为：丁（ｎ）＝口＋ｎ∥，其中，常数口为通信启动时间；∥为常系数，则上述一次交替方向的Ｊａｃｏｂｉ迭代通信操作的时间约为 ２０ｅ＋２ｆｌ＇Ｎ、．Ｐ，＝１ Ｐ。＝１ 其他 其中，∥７＝∥ｓｉｚｅｏｆ（ｄｏｕｂｌｅ）。 一般情况下，当等３鲁，即等＝鲁时，通信的数据量（字节数）是最少的，为４口＋４∥，．／丝堡。可见，通信的信息 Ｖ只×０ 总量和通信时间随进程总数只×尸ｖ的增加而减少。 由于ｃ语言中数组是按“行”存放的（Ｆｏｒｔｒａｎ是按“列”存放的），当存放、发送列数据时，需要一定的辅助操作，这就增加了并行计算的计算时间，因此在只：Ｐｖ无法恰好等于Ｎｘ：Ｎ。时，需要综合考虑流场形状及大小、数据在内存中的按“行”（或按“列”）的存放方式，以确定数据的最佳分布方案。 ３数值实验 数值实验是在“自强３０００”计算机上进行的ｏｕ自强３０００”计算机拥有１７４个计算结点，每个计算结点上有２个３．０６ＣＰＵ，２ＧＢ内存。本文的实验使用了其中的３２个计算结点共６４个ＣＰＵ。程序采用ＭＰＩ及Ｃ语言编写，程序执行时，每个计算结点中启动２个进程。数值实验针对不同规模的网格划分、不同进程数以及不同的数据分布方案进行了大量实验，测得如下结果：不同的流场规模对应着各自的最佳网格划分方式；计算次数越多，加速比越大，越能体现并行计算的优越性。 由表１数据可以得知，对于规模为Ｎｘ×Ｎ、，＝４００ｘ４００，数据划分成６×６块时的加速比最高，而对于ＭＸＮｙ＝６００ｘ２００，数据划分为１２×３块则更具优越性。合适的划分方式可以使总体通信量减至最少，从而提高加速比和并行效率。另外，计算规模越大，加速比越大。 表１并行计算Ｄ２Ｑ９模型的加速比（进程数为３６） 在固定计算规模，增加处理器的情况下，并行系统的加速比会上升，并行效率会下降；在固定处理器数目，增加计算规模的情况下，并行系统的加速比和效率都会随之增加。 从表２可见，流场规模越大，并行计算的优越性越显著。因为此时计算规模（粒度）较大，相对于通信量占有一定的优势。由图３可见，加速比随进程数呈线性增长，这表明ＬＢＧＫＤ２Ｑ９模型的并行计算具有良好的可扩展性。 表２漉场规模固定时并行计算Ｄ２Ｑ９模型的加速比 ０８１６２４３２４０４８５６６４ ｎｕｍｏｆｐｒｏｃｅｓｓ 图３藐场规模固定时Ｄ２Ｑ９模型并行计算的加速比 ４结束语 本文讨论了ＬＢＧＫＤ２Ｑ９模型的分布式并行计算，通过大量的数值实验重点研究了数据分布方案如何与问题规模匹配，以获得更高的并行效率的问题。展示了ＬＢＧＫ模型方法良好的并行性和可扩展性。得到了二维ＬＢＧＫ模型并行计算数据分布的一般原则、交替方向Ｊａｃｏｂｉ迭代的通信策略。这些结论对进一步开展三维ＬＢＧＫ模型的并行计算及其他类似问题的并行计算有一定的指导意义。（下转第１０４页） 一１０１—万方数据

并行计算-期末考试模拟题原题

Reviews on parallel programming并行计算英文班复习考试范围及题型：（1—10章） 1 基本概念解释；Translation (Chinese) 2 问答题。Questions and answer 3 算法的画图描述。Graphical description on algorithms 4 编程。Algorithms Reviews on parallel programming并行计算 1 基本概念解释；Translation (Chinese) SMP MPP Cluster of Workstation Parallelism, pipelining, Network topology, diameter of a network, Bisection width, data decomposition, task dependency graphs granularity concurrency process processor, linear array, mesh, hypercube, reduction,

prefix-sum, gather, scatter, thread s, mutual exclusion shared address space, synchronization, the degree of concurrency, Dual of a communication operation, 2 问答题。Questions and answer Chapter 1 第1章 1) Why we need parallel computing? 1）为什么我们需要并行计算？ 答： 2) Please explain what are the main difference between parallel computing and sequential computing 2）解释并行计算与串行计算在算法设计中的主要不同点在那里？ 答： Chapter 2 第2章 1) What are SIMD, SPMD and MIMD denote? 1）解释SIMD, SPMD 和 MIMD是什么含义。 答： 2) Please draw a typical architecture of SIMD and a typical architecture of MIMD to explan. 2）请绘制一个典型的SIMD的体系结构和MIMD的架构。 答：

设计计算

设计 一.现有一教学管理系统，ER模型如下： 逻辑模型如下： 学生（学号，姓名，性别，民族） 教师（教师号，姓名，民族，职称） 课程（课号，课名，课程介绍，课程类型，先导课号） 教学班（课号，班级号，学年，学期，限制人数） 教师教学（教师号，课号，班级号，学年，学期，周学时，开始周，结束周） 选课（学号，课号，班级号，学年，学期，成绩） 说明： 1、“周学时”、“开始周”、“结束周”、“限制人数”字段的取值类型为整数型。“成绩”字段的取值类型为实数型。其它字段的取值类型为字符型。 2、“成绩”字段可以取NULL值。 请用SQL语句做如下操作： 1、查询学号为’200617001’的学生，选修课程类型为’专业课’且不及格的课程的课号、课名。 2、统计教师号为‘2002016’的教师，在2008年，上课名为“数据库原理”课的总学时。 3、查询选课门数超过5门的学生学号、选课门数、平均分。 4、请为自己选上‘2008’学年、第‘2’学期、课号为‘180012’、班级号为‘02’的课。 5、把‘2008’学年、第‘1’学期，选修课名为‘数据库原理’、成绩低于60分的“蒙古族”学生的成绩提高10分。 6、删除2004级，所选课的课程都及格的学生的选课信息。 参考答案： 1. Select 课号，课名 From 选课，课程 Where 选课.课号=课程.课号and 学号=’200617001’and 课程类型=’专业课’and 成绩<60 2、 Select 周学时×（开始周－结束周＋1）as 总学时 From 教师教学，课程 Where 教师教学.课号=课程.课号and 教师号=’2002016’and学年=’2008’and 课名=’数据库原理’ 3、

船舶用锚的计算和船舶阻力计算

船舶用锚的计算和船舶 阻力计算 Hessen was revised in January 2021

一、用锚的计算 锚的系留力：P=W aλa+W cλc L1 P―――系留力。是锚抓力与锚链摩擦力的和（） W a―――锚在水中的重量。即锚在空气中重量×(Kg) Wc―――锚链每米长在水中的重量（Kg） L1―――锚链卧底部分的长度（m） λa λc―――锚的抓力系数和锚链的摩擦系数 霍尔锚的λa λc表 锚的抓重比（海军锚/霍尔锚） 锚的系留力也可用经验公式估算： P=W1H a+WH c L1 W1―――锚重（Kg） H a―――锚的抓重比（见表） W―――锚链每米的重量（Kg/m） H c―――锚链摩擦系数取－ 二、锚链出链长度估算 1、正常天气，一般不少于下表

2、在急流区，出链长度不一般不少于表值 3、在风速30m/s（11级）风眩角为300时出链长度值 如链长小于5－6倍水深时，锚的抓力将因锚爪的切泥角小而变小，水面以下的链长的水深倍数与锚爪切泥角见表 三、八字锚与单锚的锚泊系留力的比值：见表 如图：

八字锚的系留力 四、航运船舶 1、锚重的估算： 每个首锚重量一般可用以下公式估算： W=KD2/3 (Kg) K―――系数。霍尔锚取6－8，海军锚取5－7 D―――船舶的排水量（t） 2、锚链尺寸估算： d=KD1/3或d=CW1/2或d=W1/2 d―――锚链直径（mm） K―――系数。可取－ C―――系数。可取－ 3、每节锚链重量估算： Q=Kd2 (Kg) K―――系数。有档链取,无档链取 4、锚链强度估算：

R=Kd2g (N) K―――系数。有档链取56，无档链取38 g―――(m/s2) 5、每节锚链环数估算： M=6250/d M―――每节锚链环数，取整数的单数（个） 五、工程船舶 以海军锚和锚缆计算 1、锚重： 船首边两只，每只锚重量按下式计算： W=K(A+15BT) (Kg) W―――锚重 A―――满载吃水线以上各部分在船中纵剖面上的投影面积（m2） B、T―――分别为船舶宽度与吃水（m） K―――系数。见表 锚重系数K值： 船尾边锚两只，其重量应不小于倍首边锚的重量

midas_civil简支梁模型计算

第一讲简支梁模型的计算 1.1工程概况 20米跨径的简支梁，横截面如图1-1所示。 图1-1横截面 1.2迈达斯建模计算的一般步骤 第一步：建立结点 前第二步：建立单元 处 第三步：定义材料和截面 理 第四步：定义边界条件 第五步：定义荷载工况 第六步：输入荷载 第七步：分析计算 后 处 理 第八步：查看结果 1.3具体建模步骤 第01步：新建一个文件夹，命名为Model01，用于存储工程文件。这里，在桌面的 “迈达斯”文件夹下新建了它，目录为C:\Documentsand 桌面迈达斯模型01。 第02步：启动MidasCivil.exe，程序界面如图1-2所示。

图1-2程序界面 第03步：选择菜单“文件(F)->新项目(N)”新建一个工程，如图1-3所示。 图1-3新建工程 第04步：选择菜单“文件(F)->保存(S)”，选择目录C:\Documentsand

桌面迈达斯模型01，输入工程名“简支梁.mcb”。如图1-4所示。 图 1-4保存工程 第05步：打开工程目录C:\Documentsand 桌面迈达斯模型01， 新建一个excel文件，命名为“结点坐标”。在excel里面输入结点的x，y，z坐标 值。如图1-5所示。 图 1-5结点数据 第06步：选择树形菜单表格按钮“表格->结构表格->节点”，将excel里面的数据拷贝到节点表格，并“ctrl+s”保存。如图1-6所示。

图1-6建立节点 第07步：打开工程目录桌面迈达斯模型01，再新建一个excel文件，命名为“单元”。在excel里面输入单元结点号。如 图1-6所示。

船舶阻力复习题及部分解析

《船舶阻力》思考题与习题 第一章 总论 1）《船舶阻力》学科的研究任务与研究方法。 答：本课程着重介绍船舶航行时所受到的阻力的产生原因，各种阻力的特性，决定阻力的方法，影响阻力的因素以及减少阻力的途径等问题。 2）船舶在水中航行时，流场中会产生那些重要物理现象？它们与阻力有何关系？ 3）影响船舶阻力的主要因素有那些？ 4）各阻力成分及其占总阻力的比例与航速有何关系？ 低速船 摩擦阻力70%~80%，粘压阻力10%以上 兴波阻力很小 高速船 兴波阻力40%~50%，摩擦阻力50% 粘压阻力5% 5）物体在理想流体无界域中运动时有无阻力？ 应该注意的是压阻力中包含有粘压阻力和兴波阻力两类不同性质的力。兴波阻力既使在理想流体中仍然存在，而摩擦阻力和粘压阻力两者都是由于水的粘性而产生的，在理想流体中并不存在。 6）何谓二物理系统的动力相似？ 7）何谓傅汝德（Froude ）相似律？ 8）何谓雷诺（Reynolds ）相似律？ 9) 船模试验中能否实现“全相似”？为什么？ 10）何谓“相应速度”（又称“相当速度”）？ 相应速度（模型） 11）某海船航速)(0.100m L =，)(0.14m B =,)(0.5m T =,)(0.42003m =?，湿面积s=5.90(m2)，V=17.0(kts)，阻力试验中所用船模缩尺比25=α，在相当速度下测得兴波阻力w R =9.8(n)，试验水温为12?C ，试求： i ）船模的相当速度及排水量；

ii ）20?C 海水中实船的兴波阻力w R 。 注：1节(knot)=1.852(公里/小时) 12）设825.1V R f ∝，2V R vp ∝，4V R w ∝，在某一航速下，t f R R %80=，t vp R R %10=，t w R R %10=，试计算当速度增加50％后，f R 、vp R 、w R 各占总阻力的百分比。 第二章 粘性阻力 1）何谓“相当平板”？ 相当平板：同速度、同长度、同湿表面 相当平板假定：实船或者船模的摩擦阻力分别等于与其同速度，同长度，同湿面积的光滑平板摩擦阻力。 2）摩擦阻力与流态的关系如何？雷诺数对摩擦阻力的影响如何？书P162 3）船体表面纵、横向曲度对摩擦阻力影响如何？ 当船体水流的平均速度较平板大，因此边界层厚度大部分（船前70%）比平板要小，这导致速度梯度和摩擦阻力增加。 但当船尾附近，船体边界层变厚，常伴有分离、旋涡现象，这时水流速度较小，摩擦阻力也随之减小。 4）何谓“水力光滑”？ 5）何谓“粗糙度补偿系数”？为何将其称为“换算补贴”或“相关补贴”？ 总的摩擦阻力系数可取为光滑平板摩擦阻力系数Cf 在加上一个与雷诺数无关的粗糙度补贴系数△Cf.我们一般取0.4*10-3 6）何谓“普遍粗糙度”？何谓“结构粗糙度”？ 普通粗糙度：又称为漆面粗糙度，主要是油漆面的粗糙度和壳板表面的凹凸不平等。 局部粗糙度：又称为结构粗糙度。主要为焊接，铆钉，开孔以及突出物等粗糙度。 7）你了解哪些关于减少摩擦阻力的近代研究，自己有何设想？ 1.边界层控制办法 2.采用聚合物溶液降阻剂 3.仿生学观点 4.微小沟槽（微槽薄膜） 5.将船体抬出水面，从而使船体表面与水接触改变为与空气接触 8）试述粘压阻力的成因与特性 从能量观点来看，在尾部形成漩涡，另一部分漩涡则被冲向船的后方，同船尾处又继续不断产生的漩涡，这样船体就要不断地提供能量。这部分能量损耗就是以粘压阻力的形式表现的。 9）为降低粘压阻力，对船型有何要求？ 1注意后体形状 （1） （2）控制船尾水流的变化平缓 2船型变化不宜过急，特别注意横剖面曲线A(x)前肩勿过于隆起，后肩勿过于内凹。 3对低速肥大船型，可采用球鼻艏以减少舭涡。 10）试证在边界层未分离情况下，粘压阻力仍存在。（考虑利用边界层方程与Lagrange 积分） 对于流线型物体，甚至某些优良船型可能并不发生界层分离现象，但粘压阻力仍然存在，仅数值大小不同而已。这是因为边界层的形成使尾部流线被排挤外移，因为流速较理想流体情况时必然增大，压力将下降。这样尾部的压力值不会达到理想流体中的最大值，首尾仍旧存在压力差，同样会产生粘压阻力，但是与由于边界层分离而引起的粘压阻力相比要小得多。 11）你所了解的粘性阻力理论计算的研究现状与水平。 第三章 兴波阻力

结构设计大赛计算说明书终极完美版

Babel-Tower框架结构模型设计理论方案 安徽工业大学第一届大学生结构设计竞赛框架结构模型设计理论方案 Babel-Tower框架结构模型设计理论方案 作品序号KJ-146 学院名称 学生姓名 指导教师 联系电话 安徽工业大学结构设计竞赛组委会 1

一、Babel Tower结构设计理论方案概述 根据竞赛规则规定，我们从结构形式选型与规则要求相协调的角度出发，综合考虑加载实际情况以及所提供材料的特点等方面，设计了该结构。根据规则，采用230克白卡纸，蜡线及白乳胶这三种材料制作成该框架体系。并绘制出模型的结构空间立体图、结构整体布置图、结构局部布置图、结构破坏形式图等。从结构整体着眼，设计中充分利用三角形结构的稳定性和偏心支撑良好的耗能性能以及预应力的受力优点。在设计计算过程中假定材质连续均匀、柱与斜撑连接采用铰结、模型本身质量不计，忽略底部与板连接的斜撑，利用PKPM程序进行立体模型建立，利用结构力学求解器进行内力分析计算得出整个结构的内力图及变形图，并对结构杆件进行强度及稳定性计算校核。同时，对模型进行了大量加载实验。通过计算和实验，最终确认该模型能满足强度、刚度及稳定性的要求， 实用和美观结合体现了结构有形、创意无限的大赛主题思想。

二、本模型设计的六大特点说明 1：预应力束管柱的制作与组合： 由于加载过程中主要部位的竖向支撑柱为大偏心受压（即一侧受压一侧受拉），故在柱截面受拉一侧布置蜡线并且施加预应力。由于管内预应力较大导致管体向受拉一侧均匀弯曲，则考虑使用普通纸管与预应力纸管通过纸带螺旋加箍束缚组合形成束管的方案消除预应力带来的初始偏心。最终，在束管成型后，加载试验证明，该预应力束管柱较之相同截面尺寸的纸管柱抗压抗扭承载力可以提高1.2倍左右。 2：空间斜撑构成3个刚性面与分层连接板的布置方案： 该框架结构以束管作为主要的受力构件，为提高整体性并减小受压束管的自由长度，我们采用分段合理增加空间斜撑并且使用纸板作为连接板的方案。通过计算，我们把主要受压构件的自由长度控制在200mm以内，来降低失稳的可能性。综合考虑水平加载方式和结构布置特点，我们通过空间斜撑在竖直方向上形成3个刚性面层并通过空间斜撑和连接板加强边柱与抗扭较好的中柱之间的连接，以此提高结构抗扭承载力和整体性。 空间斜撑中的另一大亮点就是位于第二层的刚性面刻意抬高避开底部斜撑形成偏心支撑有利于能量耗散。众所周知，通过偏心柱段剪切屈服限制支撑受压屈服，从而保证结构有很好的的承载能力和良好的耗能性能。我们正是利用这一点措施来增强结构底部抗弯能力。 3：Sap2000与PKPM建模并且对结构进行有限元分析与结构力学求解器的建模、分析、校核： 通过Sap2000建立立体模型后并对空间结构进行弯矩、剪力和破坏形式的分析，并导出分析图与部分数据。使用PKPM2005版本中的PM-CAD程序模块按照结

船舶用锚地计算和船舶阻力计算

一、用锚的计算 锚的系留力：P=W aλa+W cλc L1 P―――系留力。是锚抓力与锚链摩擦力的和（9.81N） W a―――锚在水中的重量。即锚在空气中重量×0.876(Kg) Wc―――锚链每米长在水中的重量（Kg） L1―――锚链卧底部分的长度（m） λ a λc―――锚的抓力系数和锚链的摩擦系数 霍尔锚的λ a λc表 锚的抓重比（海军锚/霍尔锚） 锚的系留力也可用经验公式估算： P=W1H a+WH c L1 W1―――锚重（Kg） H a―――锚的抓重比（见表） W―――锚链每米的重量（Kg/m） H c―――锚链摩擦系数取1.5－1.1 二、锚链出链长度估算 1、正常天气，一般不少于下表

2、在急流区，出链长度不一般不少于表值 3、在风速30m/s（11级）风眩角为300时出链长度值 如链长小于5－6倍水深时，锚的抓力将因锚爪的切泥角小而变小，水面以下的链长的水深倍数与锚爪切泥角见表 三、八字锚与单锚的锚泊系留力的比值：见表 如图：

八字锚的系留力 四、航运船舶 1、锚重的估算： 每个首锚重量一般可用以下公式估算： W=KD2/3 (Kg) K―――系数。霍尔锚取6－8，海军锚取5－7 D―――船舶的排水量（t） 2、锚链尺寸估算： d=KD1/3或d=CW1/2或d=W1/2 d―――锚链直径（mm） K―――系数。可取2.85－3.25 C―――系数。可取0.3－0.37 3、每节锚链重量估算： Q=Kd2(Kg) K―――系数。有档链取0.5375,无档链取0.5625 4、锚链强度估算：

R=Kd2g (N) K―――系数。有档链取56，无档链取38 g―――9.81(m/s2) 5、每节锚链环数估算： M=6250/d M―――每节锚链环数，取整数的单数（个） 五、工程船舶 以海军锚和锚缆计算 1、锚重： 船首边两只，每只锚重量按下式计算： W=K(A+15BT) (Kg) W―――锚重 A―――满载吃水线以上各部分在船中纵剖面上的投影面积（m2） B、T―――分别为船舶宽度与吃水（m） K―――系数。见表 锚重系数K值：

有限元计算原理与方法..

1.有限元计算原理与方法 有限元是将一个连续体结构离散成有限个单元体，这些单元体在节点处相互铰结，把荷载简化到节点上，计算在外荷载作用下各节点的位移，进而计算各单元的应力和应变。用离散体的解答近似代替原连续体解答，当单元划分得足够密时，它与真实解是接近的。 1.1. 有限元分析的基本理论 有限元单元法的基本过程如下： 1.1.1.连续体的离散化 首先从几何上将分析的工程结构对象离散化为一系列有限个单元组成，相邻单元之间利用单元的节点相互连接 而成为一个整体。单元可采用各种类 型，对于三维有限元分析，可采用四 面 体单元、五西体单元和六面体 单元等。在Plaxis 3D Foundation 程序中，土体和桩体主要采用包 含6个高斯点的15节点二次楔 形体单元，该单元由水平面为6 节点的三角形单元和竖直面为四 边形8节点组成的，其局部坐标 下的节点和应力点分布见图3.1，图3.1 15节点楔形体单元节点和应力点分布界面单元采用包含9个高斯点的 8个成对节点四边形单元。 在可能出现应力集中或应力梯度较大的地方，应适当将单元划分得密集些；

若连续体只在有限个点上被约束，则应把约束点也取为节点：若有面约束，则应 把面约束简化到节点上去，以便对单元组合体施加位移边界条件，进行约束处理； 若连续介质体受有集中力和分布荷载，除把集中力作用点取为节点外，应把分布 荷载等效地移置到有关节点上去。 最后，还应建立一个适合所有单元的总体坐标系。 由此看来，有限单元法中的结构已不是原有的物体或结构物，而是同样材料 的由众多单元以一定方式连接成的离散物体。因此，用有限元法计算获得的结果 只是近似的，单元划分越细且又合理，计算结果精度就越高。与位移不同，应力 和应变是在Gauss 积分点(或应力点)而不是在节点上计算的，而桩的内力则可通 过对桩截面进行积分褥到。 1.1. 2. 单元位移插值函数的选取 在有限元法中，将连续体划分成许多单元，取每个单元的若干节点的位移 作为未知量，即{}[u ,v ,w ,...]e T i i i δ=，单元体内任一点的位移为{}[,,]T f u v w =。 引入位移函数N (x,y,z )表示场变量在单元内的分布形态和变化规律，以便用 场变量在节点上的值来描述单元内任一点的场变量。因此在单元内建立的位移模 式为： {}[]{}e f N δ= （3-1） 其中：12315[][,,......]N IN IN IN IN =，I 为单位矩阵。 按等参元的特性，局部坐标(,,)ξηζ到整体坐标,,x y z （）的坐标转换也采用 与位移插值类似的表达式。经过坐标变化后子单元与母单元(局部坐标下的规则 单元)之间建立一种映射关系。不管内部单元或边界附近的单元均可选择相同的 位移函数，则为它们建立单元特性矩阵的方法是相同的。因此，对于15节点楔 形体单元体内各点位移在整体坐标系,,x y z （）下一般取：

桥梁模型设计计算书

桥梁模型设计计算书 1.方案的设计思路 由于结构主要承受竖向力，所以结构选型主要在于正面的形状。 平纵联和横联只用于提供侧向支撑，减小主桁长细比，而且形成空间效应，共同作用，提高抗扭刚度，具体计算需要空间有限元计算。 1.1考虑桥的正面形状 由所学结构力学知识:常见梁式桁架主要有平行弦桁架、抛物线型桁架和三角形桁架。比较得：1）平行弦桁架的内力分布不均匀，弦杆内力向跨中递增，若没一节间改变截面，则增加拼接困难；若采用相同截面，有浪费材料。2）三角形桁架的内力分布也不均匀，弦杆内力两端最大，且端接点处夹角甚小，构造布置较困难。3）抛物线型桁架的内力分布均匀，因而在材料使用上最为经济。 总的而言，我们组选择做正面为抛物线型桁架的桥模。 1.2考虑木杆受拉和受压强度 木材的顺纹抗拉强度，是指木材沿纹理方向承受拉力荷载的最大能力。木材的顺纹抗拉强度较大，各种木材平均约为117.7-147.1MPa，为顺纹抗压强度的2-3倍。这是木材受拉的优点——强度大。 一般而言竖向载荷下，上弦杆受压，下弦杆受拉，腹杆则较复杂，或拉或压。所以，我们考虑让斜腹杆受拉。 1.3考虑桁架的主跨数 四跨桁架如下图： 经初步分析和计算，杆件长度较长，稳定性较差；受力并不是很均匀材料利用率低，并且并不是很美观。 所以我们小组选择6跨桁架，能较好的满足各方面的条件。有以下几种方案： 主选方案

方案1 方案2 方案3 分别标记为主选方案（因为斜腹杆受拉）和备选方案1，2，3 1.4考虑桁架的高度从而确定各杆件的尺寸 在材料用量方面，当跨度一定时（500mm），桁高越大，弦杆受力越小，弦杆用材量就少，但腹杆较长，腹杆用材量较大；反之，当桁高减小时，弦杆用木量增加但腹杆用木量增大。查阅资料表明，用量最少的梁高约为其跨度的1/6~2/13。这里我组自己建模，进行了最优化设计。 除考虑材料因素外，还需考虑桁架的受力条件。 现需要从承载力上来考虑桁架的最适高度 上下弦杆的内力较大，腹杆的内力相比而言较小。所以拟用1cm*0.3cm两片，0.6cm*0.3cm 一片组成的工字梁做上下弦杆，用0.6cm*0.3cm的木条做腹杆，来计算内力及承载力。 用主选方案分别计算7cm，8cm，8.33cm，9cm，10cm，12cm，14cm高时的承载力。

分布式与并行计算报告

并行计算技术及其应用简介 XX （XXX，XX，XXX） 摘要：并行计算是实现高性能计算的主要技术手段。在本文中从并行计算的发展历程开始介绍，总结了并行计算在发展过程中所面临的问题以及其发展历程中出现的重要技术。通过分析在当前比较常用的实现并行计算的框架和技术，来对并行计算的现状进行阐述。常用的并行架构分为SMP（多处理系统）、NUMA （非统一内存存储）、MPP（巨型并行处理）以及集群。涉及并行计算的编程模型有MPI、PVM、OpenMP、TBB及Cilk++等。并结合当前研究比较多的云计算和大数据来探讨并行计算的应用。最后通过MPI编程模型，进行了并行编程的简单实验。 关键词：并行计算；框架；编写模型；应用；实验 A Succinct Survey about Parallel Computing Technology and It’s Application Abstract:Parallel computing is the main technology to implement high performance computing. This paper starts from the history of the development of Parallel Computing. It summarizes the problems faced in the development of parallel computing and the important technologies in the course of its development. Through the analysis of framework and technology commonly used in parallel computing currently,to explain the current situation of parallel computing.Framework commonly used in parallel are SMP(multi processing system),NUMA(non uniform memory storage),MPP(massively parallel processing) and cluster.The programming models of parallel computing are MPI, PVM, OpenMP, TBB and Cilk++, etc.Explored the application of parallel computing combined with cloud computing and big data which are very popular in current research.Finally ,through the MPI programming model,a simple experiment of parallel programming is carried out. Key words:parallel computing; framework; programming model; application; experiment 1引言 近年来多核处理器的快速发展，使得当前软件技术面临巨大的挑战。单纯的提高单机性能，已经不能满足软件发展的需求，特别是在处理一些大的计算问题上，单机性能越发显得不足。在最近AlphaGo与李世石的围棋大战中，AlphaGo就使用了分布式并行计算技术，才能获得强大的搜索计算能力。并行计算正是在这种背景下，应运而生。并行计算或称平行计算时相对于串行计算来说的。它是一种一次可执行多个指令的算法，目的是提高计算速度，及通过扩大问题求解规模，解决大型而复杂的计算问题。可分为时间上的并行和空间上的并行。时间上的并行就是指流水线技术，而空间上的并行则是指用多个处理器并发的执行计算。其中空间上的并行，也是本文主要的关注点。 并行计算（Parallel Computing）是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它的基本思想是用多个处理器来协同求解同一问题，即将被求解的问题分解成若干个部分，各部分均由一个独立的处理机来并行计算。并行计算系统既可以是专门设计的，含有多个处理器的超级计算机，也可以是以某种方式互联的若干台的独立计算机构成的集群。通过并行计算集群完成数据的处理，再将处理的结果返回给用户。 目前常用的并行计算技术中，有调用系统函数启动多线程以及利用多种并行编程语言开发并行程序，常用的并行模型有MPI、PVM、OpenMP、TBB、Cilk++等。利用这些并行技术可以充分利用多核资源适应目前快速发展的社会需求。并行技术不仅要提高并行效率，也要在一定程度上减轻软件开发人员负担，如近年来的TBB、Cilk++并行模型就在一定程度上减少了开发难度，提高了开发效率，使得并行软件开发人员把更多精力专注于如何提高算法本身效率，而非把时间和精力放在如何去并行一个算法。