高效率FDTD网络并行计算研究

发布时间：2020-05-07 01:14

【摘要】：自1966年，K.S.Yee首次提出时域有限差分法(Finite Difference Time Domain，FDTD)以来，FDTD法由于其原理简洁且容易实现，现已广泛的应用于各种电磁计算领域。但由于FDTD的离散需要满足Courant稳定条件和一定的精度保证，这使得FDTD法在解决电大尺寸和复杂结构物体问题的时候需划分数量庞大的网格，带来计算耗时过长和计算机内存不足的难题，这已成为限制了FDTD算法在电磁数值计算应用中的主要瓶颈。 随着个人计算机性能的不断提高和网络技术的快速发展，网络并行计算技术得到了广泛的应用。将个人计算机通过高速以太网连接而组成的网络并行计算机(又称为Beowulf系统)由于其扩展性好，性价比高等优点而越来越被广泛用到各种并行计算领域。 FDTD结合网络并行计算技术，可将大规模的计算分割成小块分配给计算机分别处理，既解决了大内存的需要又缩短了计算时间，从而为运用FDTD方法进行电大尺寸复杂电磁问题数值模拟计算提供了一条有效的途径。FDTD网络并行计算现已成为电磁场数值计算的一个研究热点，但现阶段已有的网络并行FDTD算法，往往随着计算节点的增多，并行效率下降很快，这严重制约并行FDTD的实际工程应用。因此提高并行效率已成为FDTD并行计算研究的当务之急。 本文采用Visual Fortran编程语言编写了三维FDTD通用计算程序，该程序采用了PML(Perfect Matched Layer)吸收边界条件和总场／散射场体系，可通过设置网格参数进行目标建模，实现各种电磁散射仿真计算。通过对一金属圆柱体的电磁散射模拟，证明了该程序的正确性。 采用MPI(Message Passing Interface)并行函数库，对FDTD并行计
【图文】：

学位论文行计算机不再是一个只有大型科研群通常由多台高性能微机通过商用网的操作系统、主板、内存、硬盘和其结点之间通过消息传递来交换信息，并行计算平台，其中需要特别指出的规模并行机等相比，它在通信性能、高，但是，，由于它具有其它并行机国内外研究所和高校中得到了广泛已n

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【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP338.6

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