SiPESC.FEMS动力时程分析算法构架研究

"基于开放式结构有限元系统SiPESC．FEMS的动力时程分析通用算法构架 (2014年)" 这篇论文详细介绍了如何在基于开放式结构的有限元分析软件系统SiPESC.FEMS上构建一种用于动力时程分析的通用算法框架。作者通过采用C++的面向对象程序设计方法和软件设计模式，成功地研发了一个能够实现算法与数据模型分离的构架，以提高算法的通用性。这个构架由四个基本类及其子类组成，使得不同动力分析算法可以在此基础上灵活地进行集成和扩展。 论文的重点在于阐述了基本类的抽象过程，这是构建通用接口设计思想的关键。通过这个接口，开发者可以方便地插入不同的动力分析算法，如Newmark法、Wilson-θ法、中心差分法以及改进中心差分法。论文中还提供了利用插件技术实现这些算法的具体步骤，证明了该构架的可行性和实用性。 作者进行了数值验证，证实了这个算法构架对于通用时程积分算法的适应性，能够有效地支持动态扩展，并具有优秀的开放性和重用性。这对于有限元分析软件的发展和更新具有重要意义，因为这允许用户和开发者快速地添加新的算法或改进现有算法，而不必修改核心代码。 面向对象编程在有限元分析领域的应用是论文讨论的另一个重要方面。传统的有限元程序往往使用结构化编程方法，限制了其灵活性和可维护性。而面向对象方法的引入，如类的定义和继承，以及接口的使用，使得有限元程序更易于扩展和复用，同时也提高了代码的可读性和可维护性。 这篇论文贡献了一种适用于动力时程分析的高效、可扩展的算法构架，为有限元软件的未来发展提供了一种有力的工具。通过这种构架，软件可以轻松应对各种复杂的工程问题，满足日益增长的计算需求。同时，它也为其他领域内的类似问题解决提供了参考和借鉴。