基于JASMIN框架結(jié)構(gòu)的并行多層快速多極子算法及應(yīng)用研究.pdf

1、三維目標(biāo)電磁問題的快速分析一直是計算電磁學(xué)研究的熱點(diǎn)。本文圍繞多層快速多極子算法(MLFMA)開展了一系列優(yōu)化研究及并行處理，并采用優(yōu)化的并行算法分析求解三維復(fù)雜電大目標(biāo)電磁散射和輻射問題。
　　 本文首先介紹了用于金屬目標(biāo)電磁散射問題分析的表面積分方程方法及其求解方法——矩量法，并詳細(xì)闡述了基于矩量法的快速求解方法——快速多極子方法和多層快速多極子方法的基本原理和步驟。
　　 其次，本文研究了多層快速多極子方法中的優(yōu)化

2、策略。通過修正多極子模式數(shù)，減少角譜方向數(shù)目，從而在保證計算精度的情況下，減小內(nèi)存存儲量和計算時間。利用聚合配置因子的角譜對稱性，使得電場積分方程(EFIE)的聚合配置因子內(nèi)存存儲量降為原來四分之一，而混合場積分方程(CFIE)為原來一半。本文還對插值技術(shù)做了分析研究，實(shí)現(xiàn)了高斯插值和拉格朗日插值技術(shù)的優(yōu)化，并對這兩種插值技術(shù)在改善插值前后對目標(biāo)雷達(dá)散射分析做誤差分析。
　　 再次，本文研究了用于多層快速多極子方法中的預(yù)條件技術(shù)

3、。本文通過在廣義最小殘差(GMRES)迭代方法中加入塊對角(BD)和稀疏近似逆(SAI)預(yù)條件，加速積分方程中的迭代收斂，并比較這兩種預(yù)條件技術(shù)的具體構(gòu)造代價和加速效果。
　　 接著，本文研究了并行的多層快速多極子算法，用于電大復(fù)雜目標(biāo)電磁分析。首先實(shí)現(xiàn)了基于共享式內(nèi)存的OpenMP標(biāo)準(zhǔn)的并行多層快速多極子，并分析了其并行效率。其次將屬于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的多層快速多極子算法移植到結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的JASMIN框架，利用框架可移植性和可擴(kuò)展性高