基于FMM的Krylov子空间IGMRES(m)新算法及其应用 被引量：3

1

作者 于春肖 杨爱民 弓小影 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2006年第5期452-455,共4页

研究了Krylov子空间GMRES(m)算法的基本理论,提出一种基于FMM的Krylov子空间截断型IGMRES(m)新算法.给出三物体弹性摩擦接触算例,计算结果表明,所提出算法在保证计算精度的前提下,可以大大减少迭代次数,显著提高计算效率.

关键词 fmm KRYLOV子空间 IGMRES(m)算法 多极边界元法

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压缩感知结合FMM分析目标宽角度电磁散射问题 被引量：2

2

作者 胡金花 陈明生 +2 位作者 孔勐 张量 吴先良 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期30-34,共5页

应用快速多极子方法(FMM)直接计算宽角度电磁散射问题时,需要对每一个入射角度迭代求解,计算量较大,效率较低。基于快速多极子方法中聚合、转移和发散过程与电磁波入射方向的无关性,将压缩感知理论(CS)引入并构建富含空间信息的新型激励... 应用快速多极子方法(FMM)直接计算宽角度电磁散射问题时,需要对每一个入射角度迭代求解,计算量较大,效率较低。基于快速多极子方法中聚合、转移和发散过程与电磁波入射方向的无关性,将压缩感知理论(CS)引入并构建富含空间信息的新型激励源,仅由远小于入射角度数目的几次快速多极子计算,即可获得感应电流的观测值,近而恢复出所有入射角度下的激励电流。与传统矩量法结合压缩感知理论方法相比,该方法的计算精度较高,并且计算时间大幅减少。 展开更多

关键词 快速多极子方法(fmm) 压缩感知(CS) 矩量法 宽角度 电磁散射

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FMM算法的并行化方法 被引量：2

3

作者 赖国明 杨圣云 袁德辉 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2007年第7期176-178,共3页

详细分析快速多极算法FMM(Fast Multipole Method)的基本原理,并对引力场的势函数的多极展开和泰勒局部展开进行了详细的推导。给出了串行FMM算法的伪码描述,并对其进行并行化分析、处理,对FMM算法进行了并行化研究。最后,在基于MPI的... 详细分析快速多极算法FMM(Fast Multipole Method)的基本原理,并对引力场的势函数的多极展开和泰勒局部展开进行了详细的推导。给出了串行FMM算法的伪码描述,并对其进行并行化分析、处理,对FMM算法进行了并行化研究。最后,在基于MPI的群集并行计算环境下进行大量的实验并采集实验数据,对算法进行并行化性能分析,得到较好的并行加速比和较高的并行效率。 展开更多

关键词 快速多极算法fmm 多极扩展 泰勒扩展 并行算法 加速比

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电大尺寸多柱体电磁散射问题的一种快速混合算法——MEI+FMM 被引量：1

4

作者 殷晓星 宰昕宇 洪伟 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期15-22,共8页

本文提出了一种改进的快速迭代MEI(不变性测试方程 )算法用于分析电气大尺寸多柱体的散射问题 ,在此算法中我们首次将快速多极子技术 (FMM)用于加速多柱体之间多次散射场的计算。应用本算法计算了柱体周长为几千波长的多柱体散射场。实... 本文提出了一种改进的快速迭代MEI(不变性测试方程 )算法用于分析电气大尺寸多柱体的散射问题 ,在此算法中我们首次将快速多极子技术 (FMM)用于加速多柱体之间多次散射场的计算。应用本算法计算了柱体周长为几千波长的多柱体散射场。实际计算结果显示 ,本方法与原有的直接计算方法具有几乎同样的精度 ,而速度提高了两个数量级。 展开更多

关键词 MEI方法 多柱体散射 电磁散射 fmm

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IPO结合FMM,RPFMM,FaFFA方法快速计算电大腔体的RCS 被引量：1

5

作者 罗威 高正平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期2398-2401,共4页

迭代物理光学法结合快速多极子(IPO+FMM)方法,可以快速计算电大腔体的电磁散射特性。传统的快速多极子(FMM)方法需要计算两组的转移因子以及转移过程的全部角谱分量,计算开销是非常大的。随着组间距离的增大,转移过程可以用射线多极子(R... 迭代物理光学法结合快速多极子(IPO+FMM)方法,可以快速计算电大腔体的电磁散射特性。传统的快速多极子(FMM)方法需要计算两组的转移因子以及转移过程的全部角谱分量,计算开销是非常大的。随着组间距离的增大,转移过程可以用射线多极子(RPFMM)简化计算,为了充分利用射线多极子方法中参与计算的有效角谱分量随着组间距离增大而变少的特性,采用一种随着组间距离增大自适应调整参与计算的角谱分量的锥形区域的射线多极子方法(RPFMM),当两组距离足够大而位于远场时,用远场近似方法(FaFFA)进一步简化计算。结果表明该方法能在保持计算精度的同时并能较IPO+FMM方法进一步减少计算资源占用、提高计算速度。 展开更多

关键词 迭代物理光学法 腔体 快速多极子方法 射线多极子方法 快速远场近似

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基于混合架构的FMM算法硬件加速

6

作者 曹旻 李海强 曹真 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第16期275-278,283,共5页

以高性能计算中的经典问题——多体问题的快速多极子(FMM)算法为例,分析FMM算法的各个步骤,根据计算、通信和存储特性将算法中的子过程归类。在CPU、GPU、FPGA和CELL上分别进行测试,提出执行FMM算法的混合可重构体系结构配置方案,并进... 以高性能计算中的经典问题——多体问题的快速多极子(FMM)算法为例,分析FMM算法的各个步骤,根据计算、通信和存储特性将算法中的子过程归类。在CPU、GPU、FPGA和CELL上分别进行测试,提出执行FMM算法的混合可重构体系结构配置方案,并进一步优化算法,分解任务流。针对不同任务流的特点,提出可行的解决方案。结果证明,该方案可提高算法效率。 展开更多

关键词 混合可重构计算机体系结构 加速部件 N-Body问题 快速多极子算法 配置方案 任务流

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多GPU混合结构下FMM近程算法的优化

7

作者 曹旻 田力 朱永华 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第8期37-42,91,共7页

近几年,在高性能计算领域,GPU+CPU混合结构成为许多高性能计算机的主要结构,得到了广泛的应用。由于混合结构的特殊性,分析了传统的阿姆达尔定律,将其推广到混合结构中。针对FMM算法中近程计算部分在multi-GPU+CPU混合结构中存在的任务... 近几年,在高性能计算领域,GPU+CPU混合结构成为许多高性能计算机的主要结构,得到了广泛的应用。由于混合结构的特殊性,分析了传统的阿姆达尔定律,将其推广到混合结构中。针对FMM算法中近程计算部分在multi-GPU+CPU混合结构中存在的任务均衡以及通信延时等问题,在混合结构阿姆达尔定律的指导下,提出了多GPU调度模型和两级流水模型。该调度模型能够有效地进行多个GPU之间负载的均衡,缓解近程计算的非均匀性所带来的问题;同时,两级流水模型使CPU和GPU可以并行工作,通过计算和访存的重叠,来隐藏访存带来的延时问题,提高运算部件的利用率。实验验证和数据的比较证明了上述优化的可行性,该优化方案进一步加速了算法的执行。 展开更多

关键词 混合结构 GPU 快速多极子算法(fmm) Petfmm 流水线

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基于快速多极子基本解方法(FMM-MFS)的弹性波二维散射模拟研究

8

作者 刘中宪 王冬 梁建文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期102-109,共8页

针对弹性波二维散射问题,发展一种新的快速多极子基本解方法(FMM-MFS)。方法基于单层位势理论,通过在虚边界上设置膨胀波线源和剪切波线源以构造散射波场,从而避免了奇异性的处理和边界单元离散;结合快速多极子展开技术(FMM),大幅度降... 针对弹性波二维散射问题,发展一种新的快速多极子基本解方法(FMM-MFS)。方法基于单层位势理论,通过在虚边界上设置膨胀波线源和剪切波线源以构造散射波场,从而避免了奇异性的处理和边界单元离散;结合快速多极子展开技术(FMM),大幅度降低了计算量和存储量,突破了传统方法难以处理大规模散射问题的瓶颈。以全空间孔洞对P、SV波的二维散射为例,给出了具体求解步骤,并在个人计算机上实现了上百万自由度问题的快速精确计算。在方法效率和精度检验基础上,分别以单孔洞和随机孔洞群对平面波(P、SV波)的散射为例进行计算模拟,揭示了孔洞(群)周围弹性波散射的若干重要规律。 展开更多

关键词 基本解方法 快速多极子展开方法 快速多极子基本解方法(fmm-MFS) 弹性波散射

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应用DWT-FMM计算二维电大导体目标RCS

9

作者 齐琦 陈明生 +1 位作者 吴先良 刘艺 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期69-72,共4页

文章基于快速多极子的远场近似思想,提出了应用小波变换区分远场作用组中的强作用单元和弱作用单元,并在计算中忽略弱作用单元的方法。该方法让聚集和解聚矩阵更为稀疏,从而加快了它们与向量的相乘过程,应用该方法和快速多极子分别对二... 文章基于快速多极子的远场近似思想,提出了应用小波变换区分远场作用组中的强作用单元和弱作用单元,并在计算中忽略弱作用单元的方法。该方法让聚集和解聚矩阵更为稀疏,从而加快了它们与向量的相乘过程,应用该方法和快速多极子分别对二维电大导体目标的雷达散射截面进行计算,并将得到的结果进行比较。实验结果表明该方法在不影响精度的同时,有效降低了计算复杂度,且在内存消耗上有了很大的改善。 展开更多

关键词 快速多极子 离散小波变换 稀疏矩阵 导体目标 雷达散射截面

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FMM能效分析及其ASIC可行性评估 被引量：1

10

作者 余学涛 孔雪 +6 位作者 王绪 祝永新 何卫锋 倪明 谢光伟 雷咏梅 单健晨 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第13期265-268,共4页

对快速多极方法(FMM)进行研究,分析其关键计算任务,并在CPU与DSP上进行验证,得出FMM在不同平台上性能和功耗的量化分析结果,给出基于FMM的多核DSP可重构ASIC结构模型。以可重构硬件FPGA为例,对该模型进行预测,结果证明其在涉及大规模浮... 对快速多极方法(FMM)进行研究,分析其关键计算任务,并在CPU与DSP上进行验证,得出FMM在不同平台上性能和功耗的量化分析结果,给出基于FMM的多核DSP可重构ASIC结构模型。以可重构硬件FPGA为例,对该模型进行预测,结果证明其在涉及大规模浮点计算时具有一定的能效优势。 展开更多

关键词 快速多极方法 能效分析 可重构系统 数字信号处理器 现场可编程逻辑门阵列

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有限水深环境中声辐射预测的快速边界元法

11

作者 徐稳稳 郑昌军 梁梦辉 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第11期1564-1570,1579,共8页

由于水底和水面的影响,结构在有限水深环境中的辐射声场与在自由空间中的辐射声场有很大区别。为了更高效准确地分析有限水深环境中大规模结构的辐射声场,文章构建一种快速边界元法(boundary element method,BEM)。采用宽频快速多极算... 由于水底和水面的影响,结构在有限水深环境中的辐射声场与在自由空间中的辐射声场有很大区别。为了更高效准确地分析有限水深环境中大规模结构的辐射声场,文章构建一种快速边界元法(boundary element method,BEM)。采用宽频快速多极算法对计算过程进行加速处理,针对算法中最为耗时的M2L/F2H变换过程,通过建立判定准则将均匀层格林函数中的多阶虚源分为近场和远场,从而设计不同求解方案,极大减少M2L/F2H的变换次数,显著提高求解效率。数值算例验证了文章方法的准确性和高效性,并体现出该方法在浅海声学分析中的工程潜力。 展开更多

关键词 声辐射 边界元法(BEM) 宽频快速多极算法 有限水深环境 虚源链

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变电站接地网雷电电磁场的快速算法 被引量：7

12

作者 李琳 黄红瑕 赵志斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期114-119,共6页

提出了一种计算大型变电站接地网电磁场的快速算法。首先,该算法使用修正镜像法(modified image method,MIM)将待求模型所处的半无限有损空间化为均匀空间,从而避免了原电场积分方程中出现的索末菲积分计算。其次,借助快速多极子方法(fa... 提出了一种计算大型变电站接地网电磁场的快速算法。首先,该算法使用修正镜像法(modified image method,MIM)将待求模型所处的半无限有损空间化为均匀空间,从而避免了原电场积分方程中出现的索末菲积分计算。其次,借助快速多极子方法(fast multipole method,FMM)求解该电场积分方程,最后,利用共轭梯度法求解线性代数方程。在选取基函数及权函数时充分考虑了阻抗矩阵对称性和区组元素相互作用的平移不变性。与其他文献及CDEGS软件的计算对比结果,验证了该算法的正确性、适用性及有效性。 展开更多

关键词 修正镜像法 半无限有损空间 雷电电磁场 快速多极子方法

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电大目标散射问题的预修正多层快速多极子分析 被引量：11

13

作者 满明远 雷振亚 +1 位作者 谢拥军 王元源 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期133-137,共5页

为了加快使用多层快速多极子方法来分析散射问题的求解过程,提出了一种预修正方法.在使用物理光学方法时,物理光学电流可以等同于预修正电流,相当于生成一个稀疏阻抗矩阵来估算物理光学电流的表面电流.因为相对于未知电流来说,它和物理... 为了加快使用多层快速多极子方法来分析散射问题的求解过程,提出了一种预修正方法.在使用物理光学方法时,物理光学电流可以等同于预修正电流,相当于生成一个稀疏阻抗矩阵来估算物理光学电流的表面电流.因为相对于未知电流来说,它和物理光学电流间的差别更接近于零矢量,所以使用两者的差矢量代替未知矢量来获得结论就需要很少的复杂步骤.数值结果表明,这种方法在不影响计算精度的前提下可以减少迭代次数并大大缩短求解时间. 展开更多

关键词 预修正方法 多层快速多极子方法 散射问题

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二维问题快速多极虚边界元法 被引量：3

14

作者 许强 蒋彦涛 米东 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期550-556,共7页

将快速多极展开算法和广义极小残值法应用于虚边界元法的方程求解中.以二维弹性力学问题为研究背景,提出了二维问题快速多极虚边界元法的思想.该方法利用二维复平面上的基本解,并将其展开为适合于快速多极算法的格式,即变革计算结构(或... 将快速多极展开算法和广义极小残值法应用于虚边界元法的方程求解中.以二维弹性力学问题为研究背景,提出了二维问题快速多极虚边界元法的思想.该方法利用二维复平面上的基本解,并将其展开为适合于快速多极算法的格式,即变革计算结构(或模式),使解方程的计算量和储存量与所求问题的自由度数成线性比例.此点充分体现出该方法数值模拟大规模自由度问题的能力.数值算例说明了该方法的可行性,计算效率和计算精度,同时,该方法的思想具有一般性,应用上具有扩展性. 展开更多

关键词 快速多极算法 广义极小残值法 虚边界元法 弹性力学

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电大尺寸辐射问题的预修正多层快速多极子分析 被引量：5

15

作者 王元源 谢拥军 王鹏 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期502-506,共5页

为了提高多层快速多极子方法分析辐射问题的求解速度,提出了一种预修正的迭代求解方法.该方法在激励点附近的局部区域生成一个小的阻抗矩阵,以该阻抗矩阵求解出一个近似反映激励点附近区域特性的局部表面电流.待求电流与该局部电流之差... 为了提高多层快速多极子方法分析辐射问题的求解速度,提出了一种预修正的迭代求解方法.该方法在激励点附近的局部区域生成一个小的阻抗矩阵,以该阻抗矩阵求解出一个近似反映激励点附近区域特性的局部表面电流.待求电流与该局部电流之差与待求电流本身相比更加接近于初始零向量,因此将差值作为迭代过程中的未知向量进行求解,只需要较少的迭代步数即可收敛.对数值结果的分析表明,在保证计算精度不变的前提下,与传统多层快速多极子算法相比,该方法可以减少40%～50%的求解辐射问题时间. 展开更多

关键词 预修正方法 多层快速多极子 辐射问题

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固体力学中快速多极边界元法研究进展(英文) 被引量：4

16

作者 姚振汉 王海涛 +1 位作者 王朋波 雷霆 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-17,共17页

和快速多极方法相结合,使边界元法处理大规模工程与科学问题变得十分有效.首先概括介绍了快速多极边界元法,接着介绍其精度和效率的验证以及与常规边界元法的比较,并给出在微机机群上的快速多极边界元并行算法.给出了快速多极边界元法... 和快速多极方法相结合,使边界元法处理大规模工程与科学问题变得十分有效.首先概括介绍了快速多极边界元法,接着介绍其精度和效率的验证以及与常规边界元法的比较,并给出在微机机群上的快速多极边界元并行算法.给出了快速多极边界元法的一些应用,其中包括:复合材料的二维、三维模拟,含大量裂纹的二维弹性固体及其疲劳裂纹扩展的模拟.此外还介绍了用于弹塑性问题的快速多极边界元新方法. 展开更多

关键词 快速多极边界元法 并行算法 复合材料 裂纹问题 弹塑性

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基于多区迭代的多导体目标散射分析 被引量：4

17

作者 芮锡 胡俊 聂在平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期2116-2118,共3页

多目标电磁散射在诸如雷达目标特性分析与识别、军用目标隐身与反隐身等实际工程中有着很强的研究价值。利用多区域迭代方法将原问题划分为若干个子域进行迭代求解,采用基于曲面RWG基函数的多层快速多极子方法计算各区域内的电流分布与... 多目标电磁散射在诸如雷达目标特性分析与识别、军用目标隐身与反隐身等实际工程中有着很强的研究价值。利用多区域迭代方法将原问题划分为若干个子域进行迭代求解,采用基于曲面RWG基函数的多层快速多极子方法计算各区域内的电流分布与区域间耦合。计算结果表明,利用该方法,在保证精度的前提下,能够很好地节省计算的存储量,对存储量的需求从O(Nlog N)减为O(Nmax logNmax),适合于多导体目标散射求解。 展开更多

关键词 多层快速多极子方法 电磁散射 多区域迭代 电大尺寸

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电大尺寸涂层散射体RCS的快速并行分析 被引量：2

18

作者 袁军 刘其中 +1 位作者 郭景丽 谢拥军 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期2360-2363,共4页

该文提出了一种快速单元级矢量有限元/自适应多层快速多极子并行算法,该算法可在单元级上完成有限元部分的所有计算过程而无须生成总体系数矩阵;通过将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使多层快速多极子部分的积分计... 该文提出了一种快速单元级矢量有限元/自适应多层快速多极子并行算法,该算法可在单元级上完成有限元部分的所有计算过程而无须生成总体系数矩阵;通过将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使多层快速多极子部分的积分计算得到大大简化,转移过程可由快速傅里叶变换计算完成,与波形渐进预估技术结合实现了大型涂层体RCS的快速预估。数值结果说明了算法的有效性。 展开更多

关键词 雷达散射截面 有限元算法 多层快速多极子算法 波形渐进预估 并行算法

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介质粗糙面上目标后向散射的高效混合算法 被引量：5

19

作者 张晓燕 盛新庆 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期460-463,487,共5页

以计算介质粗糙面上目标后向散射为目的,提出一种高效的混合计算方法.该方法在单独处理粗糙面与目标方面与传统混合法一致,即使用基尔霍夫近似法(KA)处理粗糙面区域,使用矩量法(MoM)并结合多层快速多极子技术处理目标区域.实验结果表明... 以计算介质粗糙面上目标后向散射为目的,提出一种高效的混合计算方法.该方法在单独处理粗糙面与目标方面与传统混合法一致,即使用基尔霍夫近似法(KA)处理粗糙面区域,使用矩量法(MoM)并结合多层快速多极子技术处理目标区域.实验结果表明,所提出的混合法与传统方法不同的是,根据大尺度光滑型介质粗糙面镜向散射最强的特点,在计算耦合场时只在粗糙面上截取一块区域进行计算,从而极大地减少了耦合场计算中所用内存与时间. 展开更多

关键词 电磁散射 介质粗糙面上目标 混合法 多层快速多极子

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快速多极子方法在申威众核处理器上的实现和优化 被引量：3

20

作者 王武 王舒扬 +1 位作者 姜金荣 孟虹松 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2019年第7期1161-1167,共7页

快速多极子方法(FMM)是一种求解N体问题的快速高效数值算法,在宇宙学和分子动力学等模拟中具有广泛的应用。申威SW26010是一款国产众核异构处理器,含260核心(4核组)。基于申威SW26010的众核架构设计和实现了快速多极子方法,并对核心函数... 快速多极子方法(FMM)是一种求解N体问题的快速高效数值算法,在宇宙学和分子动力学等模拟中具有广泛的应用。申威SW26010是一款国产众核异构处理器,含260核心(4核组)。基于申威SW26010的众核架构设计和实现了快速多极子方法,并对核心函数(尤其是最耗时的粒子对相互作用)系统地进行了性能优化,包括异步DMA、SIMD向量化、循环展开、内联汇编指令调整等。以粒子对相互作用为例,优化后代码的计算速度约为主核上运行的原始代码的400倍,每个核组上的浮点性能达到250GFLOPS,即理论峰值性能的32.5%。 展开更多

关键词 快速多极子方法 异构众核处理器 N体问题 性能优化

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