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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(xué)領(lǐng)域的應(yīng)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(yīng)用中,由于模型中存在的高孔密度材料導(dǎo)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(yīng)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(yīng)問題。2.構(gòu)建不同屏蔽程度的模型,并選取適當(dāng)?shù)臅r間步進(jìn)行模擬。3.設(shè)計并行FDTD算法,對不同屏蔽程度進(jìn)行并行加速,并對加速效果進(jìn)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(yīng)用場景下的計算效率。三、預(yù)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(yīng)問題,提出相應(yīng)的解決方案。3.設(shè)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(xiàn)調(diào)研法:對現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)進(jìn)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(jī)仿真法:設(shè)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(jìn)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(jìn)度安排1.第一年(2021年):調(diào)研論文,明確研究目標(biāo),閱讀FDTD方法的相關(guān)文獻(xiàn),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(yīng)問題。2.第二年(2022年):構(gòu)建不同屏蔽程度的模型,設(shè)計并實現(xiàn)并行FDTD算法,運(yùn)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(jìn)行分析,提出優(yōu)化算法,設(shè)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(xiàn)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
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