用于超電大散射計算MLFMA并行化及其關鍵問題的研究.pdf

1、科技的迅速發(fā)展使得電磁波高頻應用越來越廣泛,在計算電磁學領域中電大、超電大目標的電磁散射特性分析伴隨著工程需求越來越重要;多層快速多極子方法作為電磁問題分析的快速算法,以其求解復雜度低、計算精度高等優(yōu)點成為分析電大尺寸散射輻射問題的重要手段和研究熱點。本文重點研究了多層快速多極子基于OpenMP的細粒度多線程并行以及基于MPI的粗粒度多進程并行;同時考慮到高階基函數在保持計算精度和收斂性的前提下僅僅需要更少的未知量和內存需求,進一步將高

2、階基函數引入到并行化的多層快速多極子程序中,提高在相同計算平臺上求解電大、超電大目標電磁散射特性的能力。金屬介質混合結構的電磁散射特性分析對軍用目標的隱身特性分析至關重要,因此本文還將基于體面積分方程的數值分析方法加到到多層快速多極子的并行化中,為更快更好的研究目標的電磁散射特性分析做了有效地鋪墊。
　　首先,本文簡要介紹一下應用多層快速多極子算法的理論基礎—矩量法,闡述并行計算過程需要的軟硬件環(huán)境;具體講述開發(fā)過程中所使用的基于

3、 MPI和OpenMP的編程模型以及衡量并行效率的評估標準。
　　其次,本文詳細分析了求解積分方程過程中加速矩矢相乘的多層快速多極子方法。針對并行算法的程序開發(fā),從基函數的判定到多層模型的建立,再到附近組阻抗、轉移因子等預處理的完成,以及最終的矩矢相乘迭代過程的實現,一一進行了有效的分析,為獲得高效的計算速度以及充分的并行度,做了大量有效的工作。如基函數判定實現了MPI和OpenMP兩級并行,轉移因子針對位于過渡層上下的區(qū)別分別對