特征基函數(shù)法的并行實現(xiàn)研究.pdf

1、對復雜目標的電磁散射特性進行快速、高效的分析，具有重要的理論意義和實用價值。但是隨著所關(guān)心目標的電尺寸不斷增大，求解過程需要的內(nèi)存和CPU等計算資源變得非常巨大，極大限制了單機的求解能力。為解決此問題，并行技術(shù)被應用到電磁學的計算當中。 特征基函數(shù)法（CBFM）是一種求解電磁散射問題的有效方法。該方法通過選擇子域尺寸的大小，控制阻抗矩陣的維數(shù)，可以加速整個過程的求解。由于特征基函數(shù)法基于目標分塊技術(shù)，結(jié)構(gòu)上易于并行，因此在并行計

2、算中特征基函數(shù)法有很大的發(fā)展空間。 本文研究了基于消息傳遞接口（MPI）的自適應修正特征基函數(shù)法（AMCBFM）的并行方案，提出了兩種不同的靜態(tài)負載平衡的并行方法：一種是在并行矩量法的基礎(chǔ)上，對每一個分塊分別進行并行的阻抗矩陣填充和矩陣方程求解，由于特征基函數(shù)法減小了矩陣方程的維數(shù)，弱化了并行矩量法中效率比較低的部分, 整個計算效率得到提高；另一種則是在將目標分塊以后，按照特定的規(guī)則將分塊的編號發(fā)送給各個節(jié)點。每個節(jié)點只需要計算

3、分配到的塊，計算每一階基函數(shù)只需要進行一次通信，而且整個計算任務可以分配的很均勻。在PC集群系統(tǒng)中測試了這兩種算法，從計算結(jié)果來看，兩種并行方案的計算精度與AMCBFM一致，從并行效率來講，后者的效率更高。 在靜態(tài)負載平衡算法的基礎(chǔ)上，為了解決異構(gòu)并行環(huán)境下的任務分配問題，本文還提出了一種基于動靜態(tài)混合調(diào)度算法的并行特征基函數(shù)法，可以根據(jù)并行環(huán)境中各個節(jié)點的計算性能動態(tài)調(diào)度的任務數(shù)，在異構(gòu)并行環(huán)境中展現(xiàn)了強大地計算能力。