电磁场FDTD算法的容错分析与实现

 针对时域有限差分(FDTD)算法的计算机实现困难,提出时间与空间容错概念,并详细分析了FDTD算法的容错特性,以及影响容错FDTD执行性能与计算精度的几个关键因素.在容错实现中,本文提出容错写盘时忽略理想匹配层(PML)吸收边界,并利用内存映射技术实现电/磁场值数组,然后将其应用到FDTD算法的时间与空间容错中.数值模拟实例和相关的性能比较结果验证了方法的有效性.     

基于内存映射文件的数据交换技术及其在测控软件中的应用

系统介绍了在Windows98下，通过使用内存映射方式，实现应用程序间信息实时交互的原理，同时，给出了使用这种方法实现应用程序通信的实例。     

WIN32下利用内存映射文件实现进程间通信

本文介绍了VC＋＋编译环境下利用内存映射文件实现WIN32进程间的通信，并通过实例介绍实现过程。     

汽车天线并行Matlab模拟算法研究与实现

针对Matlab软件的网络通信局限,提出一种新的基于磁盘-内存互逆映射的解决方法,该方法在简化并行FDTD算法实现的同时,显著提高了算法执行性能.作为算法实现的应用,对一种常见的车载隐藏式印刷天线进行了数值仿真研究,其结果证明了方法的可行性与精确性.     

机载天线辐射特性的并行FDTD分析

利用基于MPI的并行FDTD全波数值分析方法对机载天线辐射问题进行准确快速地分析.通过消息传递MPI平台和区域分割技术进行并行计算,实现了计算资源的扩展,可以对飞机和天线进行精确建模分析.根据网络法提出了FDTD应用于天线间隔离度的分析计算方法,避免了天线隔离度扫频计算的复杂性.数值结果表明该方法的正确性和有效性.以伊尔76飞机为例分析了机载超短波天线的方向图和隔离度.所用方法和分析结果可以作为飞机电磁兼容性设计的手段和依据.     

基于任务映射的并行辐射度算法

基于辐射度算法的大规模数据场景的可视化模拟中所面临的主要问题是其计算时间无法满足实时性的要求,提出了任务映射模型较好地解决了各计算节点的负载均衡性要求,从而有效提高辐射度算法的并行计算效率。基于该模型开发了并行辐射度算法并在超级计算机模拟器上进行了测试,试验结果表明,该算法具有良好的可扩展性和较高的计算加速比。     

并行共形FDTD算法及其在PBG结构仿真中的应用

本文研究了MPI信息传递接口支持下的3维并行共形网格FDTD算法，并利用典型PC集群的硬件环境进行了具体的实例测试．采用该方法对一种一维圆形光子带隙微带滤波结构的S参数进行了计算，数值结果表明了本文方法的正确性与有效性．     

基于Matlab语言实现电磁场中的FDTD算法编程

首先总结FDTD算法中的两种典型边界条件的算法特点，然后提出用Matlab语言编程的步骤和应注意的问题，并结合具体例子讲解编程的方法，最后得出用Matlab语言对FDTD算法编程的几点结论。     

三维电磁散射的网络并行FDTD计算和加速比分析

应用计算机局域网,采用基于消息传递PVM平台和区域分解技术,实现了三维电磁散射的并行FDTD计算.给出了在FDTD两个相邻子区域交界面上所需要传递数据量的估算和分析.在一个实际的计算机局域网环境下,测试了网络并行FDTD计算三维机翼目标散射时的并行加速比和并行效率.实际上,并行加速比和效率不仅与局域网的硬件性能有关,而且与子区域的划分和PVM通信原语的使用等软件设计有关.最后,讨论并行计算中的附加通信量、网络通信性能和负载平衡对FDTD并行计算的影响.     

基于内存映射文件的仿真系统进程间数据

针对某综合仿真系统进程间进行大数据量快速实时传输的需求,在分析进程间数据传输方法的基础上,采用内存映射文件技术,实现了进程间大数据量的实时传输。结果表明,基于内存映射文件技术的进程间大数据量的快速实时传输,在某综合仿真系统中工作可靠、稳定。     

基于STL文件的FDTD网格剖分算法

针对复杂目标的时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法计算,提出了一种将非结构化网格直接转化为Yee网格的改进算法.该算法在射线求交方法的基础上对射线方程与三角面元求交公式进行优化,实现了快速的目标网格生成,有效降低了计算复杂度并提升了剖分效率.通过介质球、军舰和F22飞机...     

基于OpenCL的Prewitt算法的并行实现

Prewitt算法是数字图像分割中最常用的边缘检测算法。采用传统CPU上的串行方法实现该算法需要较大的计算量、耗时较长,因此,通过GPU对其进行性能加速有着重要的意义。然而由于GPU硬件体系结构的差异性,跨平台移植是一件非常困难的工作。针对上述问题,提出了一种基于OpenCL异构框架的Prewitt图像边缘检测并行算法。实验结果表明,该并行算法比CPU上的串行算法运行速度快,加速比可达30倍,有效地提高了大规模数据处理的效率,可移植性好,具有较高的应用价值。     

FDTD算法的FPGA实现

FDTD是电磁波数值仿真的重要方法,应用中的主要问题是对于大尺寸仿真,计算量太大。为了提高计算速度,采用FPGA来实现FDTD算法,通过设计专门的硬件计算电路,来提高计算速度。在设计中采用了流水线技术、并行计算等方法加速措施,并采用双口RAM存储数据,极大地减少了数据读取时间。综合以上方法可以使算法的运算速度得到明显的提升。     

基于FDTD算法的天线设计

在无线通信中,天线是很重要的角色,它可以增强或者减弱系统性能。模拟工具可以准确模拟基本的天线系统拓扑结构。提出了时域有限差分算法(FDTD)。根据时域有限差分单元尺寸和外吸收之间的距离的影响对边界和天线的精度进行了探索。根据MATLAB代码,通过插槽和确定几何参数,形成了一个运作于双频带(800MHz~1800MHz)的单极子天线。     

A parallel FDTD algorithm using the MPI library

In this paper, we describe the essential elements of a parallel algorithm for the FDTD method using the MPI (message passing interface) library. To simplify and accelerate the algorithm, an MPI Cartesian 2D topology is used. The inter-process communications are optimized by the use of derived data types. A general approach is also explained for parallelizing the auxiliary tools, such as far-field computation, thin-wire treatment, etc. For PMLs, we have used a new method that makes it unnecessary to split the field components. This considerably simplifies the computer programming, and is compatible with the parallel algorithm     

基于图形处理器的时域有限差分算法研究

如何提高时域有限差分算法（FDTD）的运算效率一直是FDTD数值运算研究的核心问题之一。针对近年来图形处理器（GPU）运算能力的高速增长及GPU通用运算概念提出的背景,对GPU加速FDTD运算的潜力与研究现状进行了总结,并对GPU加速FDTD运算的并行实现原理进行了阐述,通过将其与其他典型硬件加速方式进行比较,指出了GPU加速具有低成本易于开发移植等特点。通过GPU加速FDTD的实例运算,初步验证了GPU运算的可行性与高速性,证实了GPU加速运算FDTD运算存在广阔应用的前景,并对现有问题进行了总结。     

一种基于rsync的改进文件同步算法

rsync算法是一种快速有效的文件同步算法,ARsync(AdvancedRemote sync)算法是对rsync的改进,在文件的同步过程中采用对同步过程分步并行化,并在计算步骤中采用流水线方法,充分利用现代计算机的多核处理机架构.在同步校验码计算方面,ARsync针对文件类型和文件结构特点,使用多粒度文件分块的方法,减小校验码总大小.ARsync将整个文件夹作为同步工作单元,采取打包压缩校验码信息的方式,使用一次完整连接来完成对整个文件夹的同步.     

基于WinSock和多线程技术的高性能并行FDTD

并行计算为时域有限差分（FDTD）方法仿真电大尺寸和复杂结构提供了强大的计算能力和内存资源。文章针对多核PC集群系统,提出了一种高性能并行FDTD算法,它采用Windows Socket（WinSock）实现高效的进程间通信,同时采用多线程技术充分利用多核处理器资源。在集群系统上的实际测试表明：以10个处理器（30个核）为例,该算法获得的加速比为16.0,并行效率为53.3%,优于单独使用消息传递接口（MPI）以及MPI结合OpenMP的传统FDTD并行算法,后两者在相同测试条件下仅分别获得13.7,12.2的加速比和45.8%,40.7%的并行效率。     

基于OpenMP的电磁场FDTD多核并行程序设计

探讨了基于OpenMP的电磁场FDTD多核并行程序设计的方法,以期实现该方法在更复杂的算法中应用具有更理想的性能提升。针对一个一维电磁场FDTD算法问题,对其计算方法与过程做了简单描述。在Fortran语言环境中,采用OpenMP＋~粒度并行的方式实现了并行化,即只对循环部分进行并行计算,并将该并行方法在一个三维瞬态场电偶极子辐射FDTD程序中进行了验证。该并行算法取得了较其他并行FDTD算法更快的加速比和更高的效率。结果表明基于OpenMP的电磁场FDTD并行算法具有非常好的加速比和效率。     

电各向异性介质FDTD并行算法的研究

基于消息传递模式的网络并行计算系统和区域分割技术成功地实现了电各向异性介质FDTD并行算法,并用此程序代码计算了电大目标的RCS.经测试,该程序代码并行效率达到87%.根据电各向异性介质FDTD迭代式,电场某一节点的计算,需牵涉到其周围28个节点的电磁场值,详细分析了该情况下并行算法中的数据通讯规律,并实现了局域网内各节点机的协同并行计算.数值结果表明了该算法和程序的正确性及优越性.