三维fdtd并行算法研究及应用（可编辑）

《三维fdtd并行算法研究及应用（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、三维FDTD并行算法研究及应用西安电子科技大学硕士研究生学位论文三维FDTD并行算法的研究及应用作者：李菲菲导师：史小卫教授学科：电磁场与微波技术二零一一年一月一令一一，牛一月西安电子科技大学中国??西安‘’0▲■■r哪Y¨ii"●■_舢8四6Ⅲ5帅8…2jjjj¨¨■■-ResearchandofapplicationFDTDparallelalgorithmADissertationSubmittedtoXidianinUniversityfortheofCandidacyDegreeMasterofSciencelnFieldandMicrowaveTechnolog

2、yElectromagneticbyLiFeifei2011JanuaryXidianUniversityXi’an，China西安电子科技大学学位论文独创性或创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。日期』丛土本人签名：叠降关于论

3、文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定来人签名：_三奎葺年：日期??斗导师日期丝三!!三：2摘要摘要随着计算机技术的快速发展，电磁场数值计算方法的研究得到了迅速的发展。数值算法中的时域有限差分法FDTD近年来被广泛使用于各种工程实际问题中

4、。该方法一次计算可以得到宽频带信息并且便于处理复杂形状和复杂介质的电磁问题。本文针对复杂结构目标或电大尺寸的FDTD计算对内存要求高、计算耗时长的缺点，提出了基于MPI网络并行平台的三维FDTD并行算法，并应用于实际的算例中，实现了更高的计算效率。在三维FDTD并行算法实现中，本文针对FDTD方法局域性特点，与以往的一维拓扑模式不同，创建了笛卡尔三维虚拟拓扑结构，实现三维方向上的区域分割；建立自定义数据类型，避免频繁的数据打包和解包过程，节省了打包和解包过程中中间存储变量占用的空间，减少了通信开销；采用阻塞式数据通信，缩短了通信延迟，提高了子域间的通信效率。本套三维FDTD

5、并行算法是在由PC机组成的网络并行系统上，基于MPI并界的并行化处理方法，讨论了负载平衡问题，同时，分析了并行FDTD算法的并行性能。MPI关键字：并行计算FDTDABSTRACTABSTRACTWittltheofthenumericalmethodsdevelopmentcomputerrapidtechnology，thefieldhavebeenofrecentelectromagneticdevelopedrapidly．Duringin11lefinitedifferencetimebeenusedinaAlgorithmsdomainFDTDhavewidel

6、yofwide―bandcanoneinformationbevarietypracticalproblems．Thefrequencygainedtimethismethodofitistohandleandcalculation，andthrougheasycomplexshapemediumofcomplexelectromagneticproblems．ThisdissertationSontheessentialofaforlaysstrongemphasisparallelalgorithmTimethethree-dimensionalFiniteDiffer

7、encebasedonMPIDomainFDTDmethodfortheandtimeinaplatform．Therequirementsmemorycomputationoraredecreasedthisobjectsbyelectrically--large-??sizecomplicateddramaticallyusingmethod．the3DFDTDtotraditionalDuringimplementingparallelprogram,comparedParallelofoptimizatio