采用并行FDTD方法是解決FDTD方法運(yùn)算效率低、單機(jī)內(nèi)存消耗大的重要途徑。在PC機(jī)群上實(shí)現(xiàn)并行FDTD方法是一種低成本、高效率的解決方案。本論文正是以計(jì)算電磁學(xué)為背景基于此解決方案展開碩士學(xué)位論文研究工作的。 本論文首先介紹了并行處理技術(shù)的理論，然后介紹了PC機(jī)群系統(tǒng)和MPI（Message Passing Interface）消息傳遞機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，建立了基于Solaris／Windows操作系統(tǒng)和MPI的PC機(jī)群實(shí)驗(yàn)環(huán)境。MPI并行程序設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法存在顯著差異，本文介紹了在PC機(jī)群系統(tǒng)上進(jìn)行MPI并行程序設(shè)計(jì)的過程和方法，研究了并行FDTD運(yùn)算。并且在PC機(jī)群環(huán)境下具體實(shí)現(xiàn)了MPI并行二維FDTD方法的編程，利用建立的平臺(tái)對(duì)并行算法進(jìn)行了測(cè)試。比較了并行和傳統(tǒng)FDTD方法運(yùn)算耗時(shí)與內(nèi)存消耗的差異。最后，根據(jù)理論研究和實(shí)際測(cè)試的結(jié)果，總結(jié)了利用PC機(jī)群系統(tǒng)進(jìn)行并行FDTD方法運(yùn)算的可行性，得出一些有意義的結(jié)論。 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

所示三維分割6.2DFTD的網(wǎng)絡(luò)并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)方案

對(duì)于計(jì)算模型的分割，由于FDTD計(jì)算模型本身就是離散化的數(shù)字模型，所以按照要求的劃分方式肢解計(jì)算模型即可。沿x軸方向區(qū)域分割后FDTD計(jì)算區(qū)域如圖6.2.1所示。分割邊界—吸收邊界—輸出邊界—連接邊界—散射體Il圖6.2.1區(qū)域分割后FDTD的計(jì)算區(qū)域1.吸收邊界的并行化處理本次并行計(jì)算的研究所使用的吸收邊界是Mur二階吸收邊界。可以看出，F(xiàn)DTD的區(qū)域分割只對(duì)與分割面相垂直的吸收邊界面產(chǎn)生影響，圖6.2.1中的上端吸收邊界的FDTD離散式為(5.3.7)，仔細(xì)分析不難看出，這里的場(chǎng)量之間的傳遞與6.2.3節(jié)中的場(chǎng)量傳遞具有一致性，也就是說，在編寫程序代碼的時(shí)候，如果前面場(chǎng)量的傳遞工作己經(jīng)順利完成，那么M盯二階吸收邊界就可以直接計(jì)算，不需要另外特別地傳遞數(shù)據(jù)。類似可得其它方向吸收邊界的并行化處理。2.連接邊界并行時(shí)域有限差分算法用于散射問題計(jì)算，進(jìn)行區(qū)域分割時(shí)，需考慮到連接

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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