本文選題：大氣光學(xué) + 非球形氣溶膠　； 參考：《光學(xué)學(xué)報》2017年06期

【摘要】：為解決串行時域多分辨率(MRTD)散射模型運行時間長和內(nèi)存消耗大的問題,基于消息傳遞接口(MPI)技術(shù)設(shè)計了一種非球形氣溶膠散射并行計算模型。介紹了MRTD散射模型的基本框架和2種并行數(shù)據(jù)通信方案,并基于MPI重復(fù)非阻塞通信技術(shù)實現(xiàn)了MRTD散射模型的并行化設(shè)計;搭建了網(wǎng)絡(luò)并行計算平臺,實現(xiàn)了模型的并行化計算。將MRTD散射模型與Mie散射模型、T矩陣法進(jìn)行了對比,驗證了并行MRTD散射模型的計算準(zhǔn)確性。結(jié)果表明,MRTD模型可較準(zhǔn)確地模擬非球形粒子散射特性,并行計算技術(shù)可顯著提高計算效率;電磁場分量同時交換的并行設(shè)計方案的計算效率略高于僅交換磁場分量的方案;通過增加中央處理器核數(shù),程序的并行加速比隨之增大,但單核運行效率卻略有降低。隨著粒子尺度參數(shù)的增大,單核計算效率隨之增加,復(fù)折射率的改變并不會顯著影響并行計算效率。
[Abstract]:In order to solve the problem of long running time and large memory consumption of the serial multi-resolution time domain (MRTD) scattering model, a non-spherical aerosol scattering parallel computing model was designed based on message passing interface (MPI) technology. The basic framework of MRTD scattering model and two parallel data communication schemes are introduced. The parallel design of MRTD scattering model is realized based on MPI repeated non-blocking communication technology, and the network parallel computing platform is built to realize the parallel computing of the model. The calculation accuracy of the parallel MRTD scattering model is verified by comparing the MRTD scattering model with the Mie scattering model / T matrix method. The results show that the MRTD model can accurately simulate the scattering characteristics of non-spherical particles, and the parallel computing technology can significantly improve the computational efficiency, and the parallel design scheme of electromagnetic field components switching at the same time is slightly more efficient than that of only exchanging magnetic field components. By increasing the number of CPU cores, the parallel speedup of the program increases, but the running efficiency of the single core decreases slightly. With the increase of particle size parameters, the computational efficiency of single core increases, and the change of complex refractive index does not significantly affect the efficiency of parallel computation.
【作者單位】： 解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院;解放軍理工大學(xué)電磁環(huán)境效應(yīng)與光電工程國家級重點實驗室;中國洛陽電子裝備實驗中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(41575025,41575024)
【分類號】：X513;X87

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2098914