基于MPI-OpenMP的電大目標(biāo)電磁散射混合并行計(jì)算研究.pdf

1、電大尺寸目標(biāo)電磁散射特性的研究長久以來都是計(jì)算電磁學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本文采用 MPI-OpenMP混合并行多層快速多極子方法，力求精確、高效的求解電大尺寸導(dǎo)體目標(biāo)和涂敷目標(biāo)電磁散射問題。
　　本文首先介紹了矩量法和加速矩量法計(jì)算的快速多極子方法（FMM）和多層快速多極子方法（MLFMA）。從電磁并行計(jì)算所需的硬件、軟件環(huán)境還有算法三個(gè)方面出發(fā)，闡述了高性能并行平臺—集群，包括MPI、OpenMP在內(nèi)的軟件環(huán)境，詳細(xì)介紹了MLFM

2、A原理及本文采用的MLFMA混合并行策略。
　　接著本文基于消息傳遞MPI，采用MLFMA混合并行策略，在分布式存儲系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了MLFMA的并行。對MLFMA聚合、轉(zhuǎn)移、配置過程及過渡層的MPI并行實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的介紹，研究了散射場計(jì)算的并行化。
　　為了與當(dāng)今流行的高性能并行平臺更好的結(jié)合，本文研究了在對稱多處理器（SMP）集群上，基于MPI-OpenMP的MLFMA混合并行?？紤]到SMP集群分布式和共享式存儲共存的特點(diǎn)，采

3、用MPI-OpenMP提供節(jié)點(diǎn)間和節(jié)點(diǎn)內(nèi)部兩級并行，由 MPI解決節(jié)點(diǎn)間的粗粒度進(jìn)程級并行，OpenMP負(fù)責(zé)集群節(jié)點(diǎn)內(nèi)部多處理器的交互，提供輕量級的線程級并行。在MLFMA的MPI-OpenMP混合并行實(shí)現(xiàn)中，對鄰近組和遠(yuǎn)區(qū)組的并行采用相應(yīng)的兩級任務(wù)劃分模式，并對混合并行做了相應(yīng)的優(yōu)化處理。理論和數(shù)值分析表明，MPI-OpenMP混合并行與體系結(jié)構(gòu)很好的結(jié)合起來，避免了節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的通信，改善了負(fù)載平衡，提高了并行效率。進(jìn)一步的，本文研究了