特征基函數(shù)法的并行實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、對(duì)復(fù)雜目標(biāo)的電磁散射特性進(jìn)行快速、高效的分析，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。但是隨著所關(guān)心目標(biāo)的電尺寸不斷增大，求解過(guò)程需要的內(nèi)存和CPU等計(jì)算資源變得非常巨大，極大限制了單機(jī)的求解能力。為解決此問題，并行技術(shù)被應(yīng)用到電磁學(xué)的計(jì)算當(dāng)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(guò)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(gè)過(guò)程的求解。由于特征基函數(shù)法基于目標(biāo)分塊技術(shù)，結(jié)構(gòu)上易于并行，因此在并行計(jì)

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(yīng)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(fù)載平衡的并行方法：一種是在并行矩量法的基礎(chǔ)上，對(duì)每一個(gè)分塊分別進(jìn)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(gè)計(jì)算效率得到提高；另一種則是在將目標(biāo)分塊以后，按照特定的規(guī)則將分塊的編號(hào)發(fā)送給各個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需要計(jì)算

3、分配到的塊，計(jì)算每一階基函數(shù)只需要進(jìn)行一次通信，而且整個(gè)計(jì)算任務(wù)可以分配的很均勻。在PC集群系統(tǒng)中測(cè)試了這兩種算法，從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，兩種并行方案的計(jì)算精度與AMCBFM一致，從并行效率來(lái)講，后者的效率更高。 在靜態(tài)負(fù)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(wù)分配問題，本文還提出了一種基于動(dòng)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(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算性能動(dòng)態(tài)調(diào)度的任務(wù)數(shù)，在異構(gòu)并行環(huán)境中展現(xiàn)了強(qiáng)大地計(jì)算能力。