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如何使用OpenMP實現(xiàn)電磁場FDTD多核并行程序的設計

2020-11-04 | pdf | 0.25 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

  隨著多核技術的不斷發(fā)展,并行方法已經成為一種處理較大規(guī)模問題的手段,同時在許多領域取得了成功地應用。目前,并行算法的實現(xiàn)主要基于兩種標準: MPI(Message Passing Interface)是一種基于消息傳遞并行編程模型的工業(yè)標準,主要用于分布存儲體系結構的現(xiàn)實,是已被證實了的理想的程序設計模型;OpenMP標準,主要用于共享存儲體系結構的并行編程,可實現(xiàn)在SMP 集群系統(tǒng)內多處理器的多線程并行計算。 OpenMP是一個應用程序接口,通過規(guī)范一系列的編程制導、運行庫函數和環(huán)境變量來說明共享存儲體系結構的并行機制,通常由于其較低的開銷和相對較簡單的編程而受到人們廣泛的關注。時域有限差分(FDTD)方法是模擬計算電磁場的一種基本算法。自1966年Yee首次提出以來,經過半個多世紀的發(fā)展,這一方法得到迅速發(fā)展和廣泛應用。但是時域有限差分算法通常由于其串行方式使問題本身復雜化且運算較費時間而采用并行方式計算。因此,在PC機上研究并行FDTD算法問題,具有重要的理論與現(xiàn)實意義,可為大規(guī)模工程問題的并行化處理提供一定的方法借鑒與理論依據。本文以一維平面波在自由空間中的傳播為例,討論了采用OpenMP 技術對電磁場FDTD算法程序實現(xiàn)并行化的方法,并將該并行方法在三維瞬態(tài)場電偶極子輻射FDTD程序中進行了驗證,也相當于對該并行方法進行了一定的推廣,并通過實驗證明了該并行計算的有效性。

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