電大目標(biāo)電磁散射中的并行預(yù)條件技術(shù).pdf

1、使用矩量法結(jié)合快速多極子算法可以對目標(biāo)的電磁特性進(jìn)行精確分析，受到單機(jī)計(jì)算能力的限制，并行計(jì)算是分析電大問題時一種必要的方案。矩量法是一種積分方法，需要求解稠密矩陣的解才能進(jìn)行后續(xù)電磁參數(shù)的提取，但是電大復(fù)雜目標(biāo)通常生成的矩陣條件數(shù)差，在使用迭代求解器求解此方程時通常都會出現(xiàn)難收斂甚至不收斂的現(xiàn)象。如果方程的解不能求出前面的工作將是徒勞的，所以預(yù)條件技術(shù)在分析電大與復(fù)雜目標(biāo)時是非常必要的。稀疏近似逆預(yù)條件以其可并行度高的特點(diǎn)可以用于解決

2、大型線性方程組難收斂的問題。稀疏近似逆構(gòu)造時需要良好的稀疏策略與并行策略，這樣才能實(shí)現(xiàn)高效率的求解。
　　本文采取的策略是以快速多極子最細(xì)層分組為最小單元，以基函數(shù)與組中心的距離來判定是否用于本組預(yù)條件矩陣的構(gòu)造。分析純金屬目標(biāo)與金屬介質(zhì)混合目標(biāo)時使用的是不同的積分方程，生成的矩陣方程也是不同的，特別是金屬介質(zhì)混合目標(biāo)由于介質(zhì)剖分網(wǎng)格較密，會增加構(gòu)造時間，本文針對這類問題采用了金屬與介質(zhì)不同的稀疏策略，可以大大的降低構(gòu)造時間，從而

3、提高了預(yù)條件的效率。本文同時提出了幾種不同的加速方法來提高預(yù)條件效率，分別是使用FGMRES求解器結(jié)合稀疏近似技術(shù)、稀疏近似逆預(yù)條件結(jié)合級數(shù)展開技術(shù)、稀疏近似逆預(yù)條件結(jié)合多步譜預(yù)條件技術(shù)。上述幾種加速方法針對一定范圍的問題都可以獲得不錯的效果。使用矩量法分析天線時不需要加邊界條件并且剖分未知量較少，所以可以用來分析電大尺寸的天線問題。使用矩量法分析天線時，由于結(jié)構(gòu)與加源問題難收斂現(xiàn)象更加明顯，所以把本文研究的并行預(yù)條件技術(shù)用于分析天線問