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《第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集》2008年
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有限弹性体声表面波传播的高性能有限元计算方法及其应用

王骥  王羽  胡文科  杜建科  
【摘要】:声表面波在有限弹性体中的传播特性一直是声表面波器件设计的主要问题,是高效、精确地设计产品的理论依据。对声表面波器件进行有限元分析,计算弹性波在器件中的传播特性是非常必要的,特别有助于反映结构参数改变对声表面波传播特性的影响。由于针对固体材料的有限元分析技术是大家所熟悉的,对声表面波器件的三维有限元模拟最终归结为大规模线性方程的特征值计算和求解,而其高频特性决定了计算涉及到几十万甚至上百万的自由度。庞大的矩阵运算对计算机的运算速度及内存有很高的要求,超出了现有企业的一般可以利用的计算资源。由于这样的原因,我们迫切需要充分利用计算机集群的优势,通过并行有限元计算来提高计算效率,扩大应用领域。基于我们现有的有限元程序,在特征值计算方面,我们采用基于隐式重启动Arnoldi方法的PARPACK软件包,实现指定区间特征值的高效计算;在矩阵存储方面面,我们采用非零存储代替原来的一维变带宽,减少内存的需求;在线性方程组求解方面,我们使用了高效线性求解器PETSc。最后,在Linux并行集群系统上对程序进行并行化处理,从而提高能解决的问题的规模,可以满足实际器件设计的需要。基于集群技术的三维有限元并行计算方法将更加精确的分析有限弹性体中声表面波的传播特性,为声表面波器件的设计和优化提供重要的理论依据,有重要的实用价值。

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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