邸瀚漪 杨明林 盛新庆

(北京理工大学信息与电子学院电磁仿真中心,北京 100081)



电大均匀介质目标三维散射的并行多层快速多极子计算

邸瀚漪 杨明林 盛新庆

(北京理工大学信息与电子学院电磁仿真中心,北京 100081)

实现了计算电大均匀介质体散射问题的高效混合并行混合场积分方程(Electric and Magnetic Current Combined-Field Integral Equation,JMCFIE)求解,在单纯消息传递接口(Message Passing Interface,MPI)并行基础上采用共享存储并行编程(Open Multi-Processing,OpenMP)进一步提升性能.该混合MPI与OpenMP的并行多层快速多极子技术通过灵活的进程和线程策略,提升了负载平衡和可扩展性.数值实验展示了此混合MPI与OpenMP的并行多层快速多极子技术的计算能力,计算了不同尺寸的电大目标体(包含一个半径120 m、1.1亿未知数目的介质球).

JMCFIE方程;多层快速多极子;混合并行技术

DOI 10.13443/j.cjors.2015110601

引 言

积分方程法是计算电磁学中的一种高效、精确算法,广泛应用于均匀介质体的电磁散射计算[1-4],在许多实际应用中,例如卫星介质组件设计、飞机座舱盖以及光学组件的设计方面有很多重要应用.积分方程根据不同边界条件的组合、试函数选取的不同,以及方程之间配比的不同,可以获得具有不同性态与精度的方程形式[5-7].通常说来,这些方程可以分为切向或者法向方程,或者是两者的不同组合形式.在不同的方程中,被人们广泛使用的有联合切向方程(Combined Tangential Formulation,CTF)和混合场积分方程(Electric and Magnetic Current Combined-Field Integral Equation,JMCFIE)[5].JMCFIE作为CTF与联合法向方程 (Combined Normal Formulation,CNF)的组合形式,既具有较高的计算精度,同时矩阵性态相比CTF获得很大改善,因此比较适用于电大……