集总负载平行板有界波电磁脉冲模拟器的并行时域有限差分模拟 被引量：16

1

作者 朱湘琴 王建国 +2 位作者 陈维青 陈再高 蔡利兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2334-2340,共7页

介绍了用于集总负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟的并行时域有限差分方法,分析了模拟器的几个尺寸参数对工作空间的场的影响。研究表明:当下金属板宽度大于或等于工作空间平板宽度的1.5倍时,前过渡段附近的测试点电场的上升沿受前过... 介绍了用于集总负载平行板有界波电磁脉冲模拟器模拟的并行时域有限差分方法,分析了模拟器的几个尺寸参数对工作空间的场的影响。研究表明:当下金属板宽度大于或等于工作空间平板宽度的1.5倍时,前过渡段附近的测试点电场的上升沿受前过渡段投影长度的影响较小,而工作空间中心附近的测试点电场的上升沿则随着投影长度的增大而减小,但减小趋于平缓;所有测试点电场的上升沿均随下金属板宽度的增大而减小,但减小趋于平缓;对于前过渡段投影长度固定的模拟器,其高度并不是越小(大)越好,而是存在一个最佳高度值。 展开更多

关键词 集总负载 平行板 有界波电磁脉冲模拟器 并行时域有限差分

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大口径反射面天线PFDTD-PTDPO混合模拟时的网格剖分要求 被引量：1

2

作者 朱湘琴 王建国 邢笑月 《现代应用物理》 2015年第2期90-97,共8页

采用并行时域有限差分(PFDTD)和并行时域物理光学(PTDPO)相混合的方法对大口径反射面天线近轴区的辐射远场进行了模拟计算。以圆锥喇叭馈电的单反射面天线为例,给出了馈源及反射面网格剖分的要求;根据此要求剖分网格,给出了卡塞格伦双... 采用并行时域有限差分(PFDTD)和并行时域物理光学(PTDPO)相混合的方法对大口径反射面天线近轴区的辐射远场进行了模拟计算。以圆锥喇叭馈电的单反射面天线为例,给出了馈源及反射面网格剖分的要求;根据此要求剖分网格,给出了卡塞格伦双反射面天线的时域算例,所得计算结果与CST软件的计算结果符合较好。该网格剖分要求可用于PFDTDPTDPO混合方法中进行任意馈源馈电的大型反射面天线的瞬态模拟,包括馈源偏焦的情况。 展开更多

关键词 时域 反射面天线 并行时域有限差分 并行时域物理光学 网格剖分 近轴区 远场

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10m高分布式负载有界波电磁脉冲模拟器的模式分析 被引量：4

3

作者 朱湘琴 王建国 +2 位作者 袁科亮 张国伟 陈再高 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期209-215,共7页

利用时域奇异值分解(SVD)技术对并行时域有限差分(FDTD)方法计算得到的分布式负载平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器内的场进行模式分析,给出有、无效应物时模拟器内场的3个主要模式(即TEM,TM1和TM2模)奇异值的变化及该奇异值随效应物的... 利用时域奇异值分解(SVD)技术对并行时域有限差分(FDTD)方法计算得到的分布式负载平行板有界波电磁脉冲(EMP)模拟器内的场进行模式分析,给出有、无效应物时模拟器内场的3个主要模式(即TEM,TM1和TM2模)奇异值的变化及该奇异值随效应物的位置及高度的变化规律。研究结果表明:电磁波在模拟器中传播时,其主模TEM模的高频分量在衰减;效应物越靠近源时测试点场的3个主要模式所对应的奇异值变化越大;且当效应物的高度与所在位置处两极板距离之比小于等于60%时,效应物附近位置处场的TEM模对应的奇异值会出现两个极大值点,两点的水平间距与效应物的水平尺寸相当。 展开更多

关键词 分布式负载 平行板 有界波 并行fdtd SVD

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并行FDTD和IBM BlueGene/L巨型计算机结合求解电大尺寸的电磁问题 被引量：6

4

作者 余文华 杨小玲 +2 位作者 刘永俊 苏涛 Raj Mittra 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期562-566,共5页

高性能巨型计算机的快速发展正在改变着人们在计算电磁学方面的一些传统观念,特别是IBMBlueGene/L巨型计算机的出现使计算电磁学所解决的问题尺寸和时间发生了巨大的变化。IBMBlueGene/L巨型计算机可以包括多达65,536处理器和32TB内存,... 高性能巨型计算机的快速发展正在改变着人们在计算电磁学方面的一些传统观念,特别是IBMBlueGene/L巨型计算机的出现使计算电磁学所解决的问题尺寸和时间发生了巨大的变化。IBMBlueGene/L巨型计算机可以包括多达65,536处理器和32TB内存,更重要的是由于它所使用的特殊体系结构使它在4000个处理器时时域有限差分程序的并行效率仍然在百分之九十左右。测试显示,在单个CPU速度接近的情况下,一台奔腾4计算机上运行五十二天的工作量在一个包含有4000个处理器的BlueGene/L巨型计算机上仅需10min左右。虽然普通的PC机群与单个处理器相比也能快速地求解相对大的问题,但是无论是使用千兆Ethernet、Foundry、Myrinet或者Infiniband,普通PC机群的效率都会在处理其数量超过几十个的时候快速下降。为了验证并行时有预先差分程序的正确性,我们使用并行时域有限差分程序在巨型计算机IBMBlueGene/L上模拟一个144单元的对偶极化Viv-aldi阵列的抛物面天线馈源。 展开更多

关键词 并行时域有限差分 BlueGene/L巨型计算机 计算电磁学 天线阵列 MPI MPICH

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时域有限差分并行算法中的吸收边界研究 被引量：3

5

作者 姜彦南 葛德彪 魏兵 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期1636-1640,共5页

针对并行FDTD中以二阶Mur、单轴各向异性介质完全匹配层(UPML)和卷积形式完全匹配层(CPML)为吸收边界的并行化处理方法进行论述。用金属球的远区散射计算,并与Mie级数解对比,验证了并行计算中三种吸收边界的吸收效果。最后给出UPML吸收... 针对并行FDTD中以二阶Mur、单轴各向异性介质完全匹配层(UPML)和卷积形式完全匹配层(CPML)为吸收边界的并行化处理方法进行论述。用金属球的远区散射计算,并与Mie级数解对比,验证了并行计算中三种吸收边界的吸收效果。最后给出UPML吸收边界FDTD计算内存估计公式,并以电大尺寸目标卫星模型为例对并行性能进行了测试。由于并行中通信时间影响并行加速比和效率,UPML和CPML吸收边界的相邻子域数据通信方式与FDTD迭代式相同,而Mur吸收边界的相邻子域间数据通信方式与FDTD完全不同,它的并行性能要低于前两者。电大尺寸卫星目标模型的多机并行计算测试结果表明,UPML和CPML并行FDTD计算的并行加速比及其效率整体上高于Mur,其中CPML吸收条件下的效率达到90%以上。 展开更多

关键词 并行时域有限差分 吸收边界 消息传递接口 加速比

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并行FDTD方法在振子阵列天线瞬态散射特性计算中的应用 被引量：1

6

作者 张雪芹 王均宏 李增瑞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期134-138,共5页

构建了Beowulf并行计算集群系统,并对其进行了效率分析。进行了时域有限差分方法(FDTD)的并行程序设计。利用该程序计算仿真了几个大型的带反射面的阵子阵列天线的远场时域散射特性,并给出了反射面的电流密度分布以及后向散射场时域波... 构建了Beowulf并行计算集群系统,并对其进行了效率分析。进行了时域有限差分方法(FDTD)的并行程序设计。利用该程序计算仿真了几个大型的带反射面的阵子阵列天线的远场时域散射特性,并给出了反射面的电流密度分布以及后向散射场时域波形和能量方向图,分析了后向散射场的峰值和能量随阵列尺度的变化关系,发现散射能量的改变较散射场峰值的改变更加明显。 展开更多

关键词 雷达工程 计算集群 并行fdtd 带反射面的阵子阵列天线 瞬态散射

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单反射面天线模拟的并行FDTD并行TDPO/时域PTDEEC混合方法 被引量：2

7

作者 朱湘琴 王建国 +1 位作者 陈再高 蔡利兵 《现代应用物理》 2014年第3期208-213,共6页

采用并行时域有限差分(FDTD)和基于物理绕射理论(PTD)的时域等效边缘电流(EEC)的混合方法(PTDEEC),分析单反射面天线的边缘绕射场,并将该场与并行FDTD和并行时域物理光学(TDPO)混合方法计算得到的物理光学场相结合,实现单反射面天线远... 采用并行时域有限差分(FDTD)和基于物理绕射理论(PTD)的时域等效边缘电流(EEC)的混合方法(PTDEEC),分析单反射面天线的边缘绕射场,并将该场与并行FDTD和并行时域物理光学(TDPO)混合方法计算得到的物理光学场相结合,实现单反射面天线远区瞬态响应的并行FDTD-并行TDPO/时域PTDEEC混合方法的模拟。偶极子馈源算例的计算结果表明:本文方法所得结果与FDTD方法的计算结果符合较好;单反射面天线口径边缘的绕射对反射面天线远轴副瓣区场的影响比较大。本文方法可用于任意馈源馈电的大型单反射面天线远区辐射瞬态响应的计算。 展开更多

关键词 物理绕射理论 等效边缘电流 时域 单反射面天线 并行时域有限差分 并行时域物理光学

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高性能计算机群系统电磁场并行FDTD算法设计 被引量：1

8

作者 罗莉梅 李增瑞 《中国传媒大学学报（自然科学版）》 2008年第2期17-21,34,共6页

基于中国传媒大学高性能计算机群系统的以消息传递方式(MPI)执行的并行FDTD(电磁场时域有限差分)算法,具体描述了数据交换方法和三维方向切割时的新数据类型定义,完成N×M×P(N、M、P 3)的并行FDTD算法研究,验证了算法的可行性... 基于中国传媒大学高性能计算机群系统的以消息传递方式(MPI)执行的并行FDTD(电磁场时域有限差分)算法,具体描述了数据交换方法和三维方向切割时的新数据类型定义,完成N×M×P(N、M、P 3)的并行FDTD算法研究,验证了算法的可行性和有效性,为研究电大尺寸物体的电磁仿真设计提供了现实可行的方法。 展开更多

关键词 并行fdtd MPI 高性能计算机群

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Simulation of Optical Devices Using Parallel FDTD Method

9

作者 Liu Xin, Li Kang, Kong Fanmin(School of Information Science and Engineering, Shandong University Jinan 250100, Shandong, P.R.China,Tel:86-531-8361608, E-mail:edwardlx@163.com) 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S1期307-308,共2页

On this paper, we investigate the algorithm and efficiency of simulation of optical devices using parallel computing method, implement some real wavelength division multiplexing (WDM) components such as resonators to ... On this paper, we investigate the algorithm and efficiency of simulation of optical devices using parallel computing method, implement some real wavelength division multiplexing (WDM) components such as resonators to test the method's possibility and efficiency. 展开更多

关键词 parallel fdtd Optical Device

原文传递

并行时域有限差分法的瞬态声场及其效率分析

10

作者 高雷 李桂娟 +1 位作者 李明达 韩晶 《装备环境工程》 CAS 2010年第5期33-38,共6页

建立了适用于二维水下目标声散射声场计算的并行FDTD计算模型,通过计算结果对入射波激励目标的作用过程进行了时域分析,从各个时刻的瞬态声场分布图可以明显看出衍射、透射和散射现象,并且能够直观地给出声场分布形态以及声波传播的物... 建立了适用于二维水下目标声散射声场计算的并行FDTD计算模型,通过计算结果对入射波激励目标的作用过程进行了时域分析,从各个时刻的瞬态声场分布图可以明显看出衍射、透射和散射现象,并且能够直观地给出声场分布形态以及声波传播的物理过程。通过算例测试了其在不同数目节点机参与下的计算耗时、内存耗用、并行加速度和并行效率。分析了计算耗时、内存耗用、并行加速度、并行效率随节点数变化的关系曲线,同时还着重分析了并行效率下降的原因。 展开更多

关键词 并行时域有限差分法 瞬态声场 并行加速度 并行效率

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并行FDTD方法结合加窗技术分析屏蔽效能 被引量：1

11

作者 丁伟 张玉 +1 位作者 刘越东 梁昌洪 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2168-2170,2176,共4页

强电磁脉冲透过孔缝耦合到金属屏蔽腔体内部,会对电子系统产生干扰和破坏作用。采用三维并行时域有限差分法结合加窗技术研究含孔缝金属腔体的屏蔽效能。并行方法能明显缩短相同时间步下腔体内采样电场收敛所需的仿真时间,结合加窗技术... 强电磁脉冲透过孔缝耦合到金属屏蔽腔体内部,会对电子系统产生干扰和破坏作用。采用三维并行时域有限差分法结合加窗技术研究含孔缝金属腔体的屏蔽效能。并行方法能明显缩短相同时间步下腔体内采样电场收敛所需的仿真时间,结合加窗技术对时域电场数据进行截断,能够减少并行时域有限差分法仿真所需的时间步,进一步提高计算效率,有助于快速高效地分析复杂系统中的电磁屏蔽效能。 展开更多

关键词 强电磁脉冲 并行时域有限差分法 加窗技术 含孔缝金属腔体 屏蔽效能

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基于映射文件的电磁并行FDTD算法实现研究 被引量：4

12

作者 刘瑜 梁正 杨梓强 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期634-639,共6页

为简化并行FDTD算法实现,提出一种新的基于映射文件技术的解决方法。对于并行FDTD算法的两个关键环节:场值数组定义和子域间通信在该方法中借助操作系统的映射与重定向功能来实现,由于屏蔽了子域间显式的通信操作,将大幅度降低并行FDTD... 为简化并行FDTD算法实现,提出一种新的基于映射文件技术的解决方法。对于并行FDTD算法的两个关键环节:场值数组定义和子域间通信在该方法中借助操作系统的映射与重定向功能来实现,由于屏蔽了子域间显式的通信操作,将大幅度降低并行FDTD算法实现的复杂度。数值模拟实例和相关的性能比较验证了新方法的可行性与便利性,所得加速比、并行效率等性能指标参数与通常的MPI消息传递方法基本相当。 展开更多

关键词 并行fdtd算法 内存映射数组 内存文件通信 并行性能

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机载天线辐射特性的并行FDTD分析 被引量：4

13

作者 雷继兆 梁昌洪 +1 位作者 丁伟 张玉 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1139-1143,1182,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 机载天线 并行fdtd算法 方向图 隔离度

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并行FDTD-UTD方法分析机载相控阵天线 被引量：3

14

作者 雷继兆 梁昌洪 +1 位作者 丁伟 张玉 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期60-64,共5页

利用时域有限差分法(FDTD)-UTD(一致性几何绕射理论)混和算法分析机载相控阵天线的辐射方向图。将复矢量场作为FDTD方法和UTD方法的接口,提出FDTD-UTD混和算法解决机载相控阵天线辐射问题。首先利用并行FDTD方法通过全波分析得到精确的... 利用时域有限差分法(FDTD)-UTD(一致性几何绕射理论)混和算法分析机载相控阵天线的辐射方向图。将复矢量场作为FDTD方法和UTD方法的接口,提出FDTD-UTD混和算法解决机载相控阵天线辐射问题。首先利用并行FDTD方法通过全波分析得到精确的相控阵的辐射复矢量场,然后将此结果作为源代入UTD算法来预测相控阵受机体的影响。结果表明该方法可以有效地解决机载相控阵辐射分析问题。 展开更多

关键词 机载相控阵天线 并行fdtd算法 UTD 方向图

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复杂电大平台天线EMC问题的并行FDTD分析 被引量：2

15

作者 雷继兆 《应用科技》 CAS 2009年第3期1-4,共4页

为了对复杂电大平台天线EMC(electronic-magnetic compacity,电磁兼容)问题进行分析,提出基于MPI编程环境的并行FDTD算法.通过区域分割技术将计算区域分成子区域进行计算,实现了计算资源的扩展和计算时间的缩减.天线隔离度的分析中,FDT... 为了对复杂电大平台天线EMC(electronic-magnetic compacity,电磁兼容)问题进行分析,提出基于MPI编程环境的并行FDTD算法.通过区域分割技术将计算区域分成子区域进行计算,实现了计算资源的扩展和计算时间的缩减.天线隔离度的分析中,FDTD作为时域方法,通过傅里叶变换可快速求解,避免了扫频计算的复杂性.数值结果表明,这种方法可以对复杂电大平台天线方向图和隔离度进行准确、快速地计算. 展开更多

关键词 并行fdtd算法 MPI 电大平台 方向图 隔离度

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汽车天线并行Matlab模拟算法研究与实现

16

作者 刘瑜 梁正 杨梓强 《中国电子科学研究院学报》 2007年第6期579-582,587,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 并行fdtd算法 磁盘—内存互逆映射 汽车天线 数字音频广播

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电磁跟踪系统磁传感器性能的数值模拟研究 被引量：4

17

作者 殷勤 陈彬 +2 位作者 汪莹 熊润 杨小栓 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1079-1083,共5页

为了研究电磁跟踪系统磁性环天线型传感器性能,采用基于消息传递模式的网络并行计算系统和区域分割技术实现了并行时域有限差分(FDTD)算法。为了克服系统激励源频率较低难以模拟的困难,引入快速傅立叶变换(FFT)算法,分析了所需频段的传... 为了研究电磁跟踪系统磁性环天线型传感器性能,采用基于消息传递模式的网络并行计算系统和区域分割技术实现了并行时域有限差分(FDTD)算法。为了克服系统激励源频率较低难以模拟的困难,引入快速傅立叶变换(FFT)算法,分析了所需频段的传感器磁场特性。通过数值模拟结果验证了所提算法的正确性,分析了磁传感器线圈尺寸与磁芯材料导磁率对传感器性能的影响,分析了系统工作环境中存在金属物体时的磁场畸变规律,为系统的改进与误差机理的研究提供了理论基础。 展开更多

关键词 并行时域有限差分 快速傅立叶变换 磁传感器 电磁跟踪

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