基于MPI-OpenMP的電大目標電磁散射混合并行計算研究.pdf

1、電大尺寸目標電磁散射特性的研究長久以來都是計算電磁學領域的熱點和難點。本文采用 MPI-OpenMP混合并行多層快速多極子方法，力求精確、高效的求解電大尺寸導體目標和涂敷目標電磁散射問題。
　　本文首先介紹了矩量法和加速矩量法計算的快速多極子方法（FMM）和多層快速多極子方法（MLFMA）。從電磁并行計算所需的硬件、軟件環(huán)境還有算法三個方面出發(fā)，闡述了高性能并行平臺—集群，包括MPI、OpenMP在內的軟件環(huán)境，詳細介紹了MLFM

2、A原理及本文采用的MLFMA混合并行策略。
　　接著本文基于消息傳遞MPI，采用MLFMA混合并行策略，在分布式存儲系統(tǒng)上實現了MLFMA的并行。對MLFMA聚合、轉移、配置過程及過渡層的MPI并行實現作了詳細的介紹，研究了散射場計算的并行化。
　　為了與當今流行的高性能并行平臺更好的結合，本文研究了在對稱多處理器（SMP）集群上，基于MPI-OpenMP的MLFMA混合并行。考慮到SMP集群分布式和共享式存儲共存的特點，采

3、用MPI-OpenMP提供節(jié)點間和節(jié)點內部兩級并行，由 MPI解決節(jié)點間的粗粒度進程級并行，OpenMP負責集群節(jié)點內部多處理器的交互，提供輕量級的線程級并行。在MLFMA的MPI-OpenMP混合并行實現中，對鄰近組和遠區(qū)組的并行采用相應的兩級任務劃分模式，并對混合并行做了相應的優(yōu)化處理。理論和數值分析表明，MPI-OpenMP混合并行與體系結構很好的結合起來，避免了節(jié)點內部的通信，改善了負載平衡，提高了并行效率。進一步的，本文研究了