电特大复杂目标电磁特性的高效精确并行计算

在不同层间采用不同的并行方式来处理多层快速多极子中的平面波和转移矩阵后,并行算法的效率非常高。但当目标尺寸达到几百个电波长时,计算多极子中盒子的距离信息非常消耗计算资源,成为进一步提升并行多层快速多极子仿真能力的瓶颈。为此,提出了一种并行的递归相邻中心算法来高效处理盒子间距离信息。通过计算超过2,300万个未知数模拟的直径达到200个波长金属球的散射,检验了本文并行算法的精度和效率,充分说明本文方案消除了上述瓶颈极大提高了并行算法的仿真能力。为进一步证明算法的通用和高效,还计算了尺寸接近500个电波长的飞机模型电磁特性,这是目前国际上公开报道的用MLFMA所能求解的尺寸最大的问题。

一种多层快速多极子的高效并行方案

基于多层快速多极子中不同层间数据分布和计算时间不同的特点,提出一种按不同方式并行处理不同层平面波和转移矩阵的高效并行方案.从理论分析和数值试验出发,给出了在不同层间高效使用不同并行方式的原则及具体公式.在北京理工大学信息科学技术学院电磁仿真中心的高性能计算机集群上成功计算了直径为144个波长、超过1000万未知数模拟的金属球散射;与美国伊利诺伊大学计算电磁中心的报道进行了比较,展示了本方案的高效精确.还计算了飞机模型的散射,显示本方案对电大复杂目标散射问题的求解能力.

两种积分方程法求解均匀介质体散射问题的比较

针对均匀介质体散射问题,对比研究了基于2种积分方程的5种矩量法实施方案的求解精度和效率.分析了单积分方程和Poggio-Miller-Chang-Harrington-Wu(PMCHW)方程各种矩量法实施方案的特点和效率,通过数值计算进行验证,并对相应的数值现象作出解释.结果表明:基于单积分方程的矩量法与PMCHW方程矩量法一样精确,迭代收敛速度更快;基于单积分方程的磁场积分方程,矩量法生成矩阵和迭代求解的效率最高,但存在谐振点.