并行FDTD方法關(guān)于屏蔽效能的分析的開題報告

并行FDTD方法關(guān)于屏蔽效能的分析的開題報告題目：并行FDTD方法關(guān)于屏蔽效能的分析一、選題背景及研究意義FDTD(Finite-DifferenceTime-Domain)是求解Maxwell方程的重要數(shù)值方法之一，它在電磁學領域的應用十分廣泛。而在大規(guī)模計算中，考慮到計算效率的問題，F(xiàn)DTD即可通過并行計算的方法實現(xiàn)加速。但是在實際應用中，由于模型中存在的高孔密度材料導致的屏蔽問題，會對并行FDTD方法的加速效果產(chǎn)生影響，影響了計算效率。因此，本文將就并行FDTD方法中存在的屏蔽效應問題，研究不同屏蔽程度情況下的并行加速效果，并嘗試提出一種優(yōu)化方法，以提高計算效率，有效解決屏蔽問題。二、研究內(nèi)容及思路1.分析并行FDTD方法中存在的屏蔽效應問題。2.構(gòu)建不同屏蔽程度的模型，并選取適當?shù)臅r間步進行模擬。3.設計并行FDTD算法，對不同屏蔽程度進行并行加速，并對加速效果進行評估。4.提出優(yōu)化算法，以提高計算效率，有效解決屏蔽問題。5.在高性能計算平臺上驗證并行FDTD方法及優(yōu)化算法的實用性，考慮實際應用場景下的計算效率。三、預期研究成果1.掌握FDTD方法的基本原理，熟悉計算模型的構(gòu)建及模擬過程。2.分析并行FDTD方法中存在的屏蔽效應問題，提出相應的解決方案。3.設計并實現(xiàn)并行FDTD算法，驗證并行加速效果，并提出優(yōu)化方法。4.在高性能計算平臺上驗證并行FDTD方法及優(yōu)化算法的實用性，并得出實驗結(jié)果。四、研究方法1.文獻調(diào)研法：對現(xiàn)有的研究文獻進行系統(tǒng)調(diào)研和分析，掌握FDTD方法的基本原理及已有的研究成果，為本研究提供理論支持。2.計算機仿真法：設計并實現(xiàn)并行FDTD算法，建立不同屏蔽程度的計算模型，在高性能計算平臺上進行計算，驗證所提出算法的實用性及計算效率。五、研究計劃及進度安排1.第一年（2021年）：調(diào)研論文，明確研究目標，閱讀FDTD方法的相關(guān)文獻，熟悉計算模型的構(gòu)建和模擬過程，分析并行FDTD方法中屏蔽效應問題。2.第二年（2022年）：構(gòu)建不同屏蔽程度的模型，設計并實現(xiàn)并行FDTD算法，運行模擬程序，實驗數(shù)據(jù)記錄。3.第三年（2023年）：對實驗數(shù)據(jù)進行分析，提出優(yōu)化算法，設計并實現(xiàn)，驗證所提出算法的實用性、比較優(yōu)化前后的并行加速效果，完成論文撰寫。六、參考文獻1.Yee,K.S.(1966).NumericalsolutionofinitialboundaryvalueproblemsinvolvingMaxwell'sequationsinisotropicmedia.IEEETransactionsonAntennasandPropagation,14(3),302-307.2.Wang,Y.,Li,H.,&Zhou,X.(2018).AnFDTDmethodforelectromagneticscatteringbymulti-layeredheterogeneousanisotropicmedia.JournalofElectromagneticWavesandApplications,32(13),1772-1783.3.Vuong,T.T.,&Yang,S.(2017).Wide-angleFDTDsimulationofelectromagneticwavesindispersiveuniaxialmetamaterials.InternationalJournalofAntennasandPropagation,2017.4.Zhou,X.,Li,H.,&Wang,Y.(2019).Analysisofgraphene-dielectricwaveguidesusi