并行处理技术在FDTD算法中的应用

发布时间：2021-01-06 13:14

　　采用并行FDTD方法是解决FDTD方法运算效率低、单机内存消耗大的重要途径。在PC机群上实现并行FDTD方法是一种低成本、高效率的解决方案。本论文正是以计算电磁学为背景基于此解决方案展开硕士学位论文研究工作的。 本论文首先介绍了并行处理技术的理论，然后介绍了PC机群系统和MPI（Message Passing Interface）消息传递机制。在此基础上，建立了基于Solaris／Windows操作系统和MPI的PC机群实验环境。MPI并行程序设计与传统程序设计方法存在显著差异，本文介绍了在PC机群系统上进行MPI并行程序设计的过程和方法，研究了并行FDTD运算。并且在PC机群环境下具体实现了MPI并行二维FDTD方法的编程，利用建立的平台对并行算法进行了测试。比较了并行和传统FDTD方法运算耗时与内存消耗的差异。最后，根据理论研究和实际测试的结果，总结了利用PC机群系统进行并行FDTD方法运算的可行性，得出一些有意义的结论。 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

所示三维分割6.2DFTD的网络并行计算实现方案

对于计算模型的分割，由于FDTD计算模型本身就是离散化的数字模型，所以按照要求的划分方式肢解计算模型即可。沿x轴方向区域分割后FDTD计算区域如图6.2.1所示。分割边界—吸收边界—输出边界—连接边界—散射体Il图6.2.1区域分割后FDTD的计算区域1.吸收边界的并行化处理本次并行计算的研究所使用的吸收边界是Mur二阶吸收边界。可以看出，FDTD的区域分割只对与分割面相垂直的吸收边界面产生影响，图6.2.1中的上端吸收边界的FDTD离散式为(5.3.7)，仔细分析不难看出，这里的场量之间的传递与6.2.3节中的场量传递具有一致性，也就是说，在编写程序代码的时候，如果前面场量的传递工作己经顺利完成，那么M盯二阶吸收边界就可以直接计算，不需要另外特别地传递数据。类似可得其它方向吸收边界的并行化处理。2.连接边界并行时域有限差分算法用于散射问题计算，进行区域分割时，需考虑到连接

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2960635