三维局部多层快速多极子算法 被引量：6

1

作者 胡俊 聂在平 +1 位作者 雷霖 王军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期329-330,335,共3页

为了进一步加速多层快速多极子算法求解电大尺寸目标电磁散射,提出了一种基于局部耦合技术计算矩阵矢量相乘的多层快速多极子方法。通过在迭代过程中设置与迭代误差相关的最初层,每次迭代仅仅需要考虑局部的耦合区域。该方法在保证合理... 为了进一步加速多层快速多极子算法求解电大尺寸目标电磁散射,提出了一种基于局部耦合技术计算矩阵矢量相乘的多层快速多极子方法。通过在迭代过程中设置与迭代误差相关的最初层,每次迭代仅仅需要考虑局部的耦合区域。该方法在保证合理计算精度的同时大大降低了迭代过程中矩阵矢量相乘的计算复杂度,提高了多层快速多极子方法计算效率。数值结果说明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 电磁散射 积分方程 多层快速多极子算法 局部耦合

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并行多层快速多极子算法的最细层处理改进 被引量：5

2

作者 刘战合 姬金祖 +1 位作者 蒋胜矩 李洁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期482-485,489,共5页

基于消息传递平台(message passing interface,MPI),从多层快速多极子算法(multilevel fast multipole algorithm,MLFMA)实施过程出发,实现了飞行器雷达散射截面(radar cross section,RCS)的并行计算,提出一种新的并行设计方案。改进了... 基于消息传递平台(message passing interface,MPI),从多层快速多极子算法(multilevel fast multipole algorithm,MLFMA)实施过程出发,实现了飞行器雷达散射截面(radar cross section,RCS)的并行计算,提出一种新的并行设计方案。改进了基于立方体组的并行处理技术,减少了最细层计算的通信量;考虑到内存的主要组成部分,为提高算法并行效率,采用一种用于积分方程中近组作用矩阵的并行处理方法,对其采用按行平均分配到各计算结点的方法组建相关矩阵元素,使该部分通信量为零,各节点可独立计算并节省内存;同时优化了其他物理量的内存分配。算例说明,所提方法可明显提高计算效率,并具有精度好、负载均衡优良的特点。 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 并行 雷达散射截面 飞行器

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一种高性能并行多层快速多极子算法 被引量：9

3

作者 潘小敏 盛新庆 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期580-584,共5页

针对主流并行计算机架构以及电特大目标的特点,提出并实现一种高性能并行多层快速多极子算法.采用由粗到细、多层次渐进展开的表述形式,并配以算例,具体分析算法每个环节的数值性能,充分研究、展示算法的效率和精度.使用本文算法,成功... 针对主流并行计算机架构以及电特大目标的特点,提出并实现一种高性能并行多层快速多极子算法.采用由粗到细、多层次渐进展开的表述形式,并配以算例,具体分析算法每个环节的数值性能,充分研究、展示算法的效率和精度.使用本文算法,成功计算了未知数超过3亿1千万,电尺寸达到2000个波长的电特大目标的电磁散射. 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 并行 散射

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三维电磁波体积分方程的快速多极子算法 被引量：4

4

作者 陈晓光 金亚秋 《电子科学学刊》 CSCD 2000年第6期1007-1015,共9页

该文提出用快速多极子方法(FMM)求解三维非均匀介质散射体的电磁散射,将以往边界方程的FMM推广到三维矢量电磁波体积分方程(3DV-FMM),推导了一级和多级快速多极子的三维体积分离散公式。这一方法减少了计算机存储要求,并从量级上降低了... 该文提出用快速多极子方法(FMM)求解三维非均匀介质散射体的电磁散射,将以往边界方程的FMM推广到三维矢量电磁波体积分方程(3DV-FMM),推导了一级和多级快速多极子的三维体积分离散公式。这一方法减少了计算机存储要求,并从量级上降低了共轭梯度迭代求解的矩量法的计算量。在计算中,选用δ函数作基函数,达到相当好的收敛性。本文用3DV-FMM数值计算了三维均匀和非均匀介质立方体,多个介质体的双站散射截面(RCS),以及任一剖面上的等效电流体密度分布。计算结果与矩量法相吻台,但在计算内存和CPU时间上要节省得多,本文的方法也可为三维电磁波逆散射的反演算法研究给出正向模拟的快速计算。 展开更多

关键词 三维积分方程 快速多极子算法 电磁波

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快速多极子算法在电流步进法中的应用 被引量：1

5

作者 方宁 宁焕生 王宝发 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期331-335,共5页

基于电流步进法利用双表面磁场积分方程有效计算三维导体电磁散射的优点,提出了一种结合快速多极子和电流补步进法的改进算法。根据电流步进法前向-后向迭代以及使用新值进行计算的高斯-塞得尔迭代的特点,算法将修改后快速多极子算法引... 基于电流步进法利用双表面磁场积分方程有效计算三维导体电磁散射的优点,提出了一种结合快速多极子和电流补步进法的改进算法。根据电流步进法前向-后向迭代以及使用新值进行计算的高斯-塞得尔迭代的特点,算法将修改后快速多极子算法引入到电流步进法的计算中,加快了原始算法的计算速度。在迭代的过程中,通过快速多极子方法降低了原有的计算量。给出了算法的具体步骤,通过仿真实验证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 电磁散射 电流步进法 快速多极子算法

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基于谱域球谐展开的多层快速多极子算法 被引量：1

6

作者 徐文皙 聂在平 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期665-668,共4页

介绍了基于谱域球谐函数展开的多层快速多极子算法,通过处理三维金属体的散射问题,验证了算法参数选取的经验公式,并对算法性能做出了理论分析,得出该算法具有内存占用少?迭代速度快的优点,数值结果显示了该方法的高效性。

关键词 电磁散射 多层快速多极子算法 谱域积分 球谐函数展开

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应用于舰载天线电磁兼容性分析的改进多层快速多极子算法 被引量：7

7

作者 潘龙 朱志宇 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2015年第2期47-54,共8页

为解决舰载天线间互相干扰的问题,准确预测舰载天线在装舰前的电磁兼容性,在矩量法(Mo M)的基础上,引入一种改进的新型算法,该算法应用多层快速多极子(MLFMA)技术,并构造谱域两步预处理器结合广义最小留数法(GMRES)来加速矩阵矢量乘的... 为解决舰载天线间互相干扰的问题,准确预测舰载天线在装舰前的电磁兼容性,在矩量法(Mo M)的基础上,引入一种改进的新型算法,该算法应用多层快速多极子(MLFMA)技术,并构造谱域两步预处理器结合广义最小留数法(GMRES)来加速矩阵矢量乘的求解。应用FEKO软件对某驱逐舰进行电磁建模,使用该算法对天线方向图及天线间的耦合度进行数值仿真。仿真结果表明:这种新的算法相比于原算法计算速度更快、内存占用更低、准确性更高,可显著减少方程组的迭代次数,改善矩阵方程的收敛性。 展开更多

关键词 舰载天线 电磁兼容性 方向图 耦合度 多层快速多极子算法 预处理器 广义最小留数法

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多层快速多极子算法的改进措施 被引量：3

8

作者 陈晓昕 张红霞 倪维立 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期342-346,共5页

提出了对多层快速多极子算法的多项改进措施,其中包括固定尺度分层分组法和含权转移因子计算法,并介绍了对核心数组存储的一些改进措施,以实现在矩矢乘积中降低内存需求、加快计算速度的目的.数值计算结果表明了方法的有效性.

关键词 多层快速多极子算法 转移因子 电磁散射

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并行多层快速多极子算法最细层数据的建立 被引量：1

9

作者 郭海林 胡悦 +1 位作者 童维勤 支小莉 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期421-425,共5页

分布树最细层数据的建立是并行多层快速多极子算法(MLFMA)的基础.最细层数据分布均匀与否,会影响到后续整个算法的负载平衡及其并行效率.研究了最细层数据的建立方法,提出采用并行正则采样排序算法来代替众多文献所推荐的并行桶排序算法... 分布树最细层数据的建立是并行多层快速多极子算法(MLFMA)的基础.最细层数据分布均匀与否,会影响到后续整个算法的负载平衡及其并行效率.研究了最细层数据的建立方法,提出采用并行正则采样排序算法来代替众多文献所推荐的并行桶排序算法,以此来建立分布树的最细层数据.针对多种常见的散射体在不同处理器数下的实验结果表明,在大多数情况下,改进后的算法较原算法性能有较为明显的提高. 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 分布树 并行正则采样排序 并行桶排序 消息传递接口

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多层快速多极子算法中修正多极子模式数技术 被引量：1

10

作者 温彬 胡俊 聂在平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期2557-2560,共4页

为了提高多层快速多极子算法求解电磁散射问题的效率,提出了两种修正多极子模式数的方法。与传统的多层快速多极子相比,该方法通过有效地减少多极子模式数,从而减少了迭代求解矩阵方程时的矩矢相乘时间和内存存储需求。计算结果表明,该... 为了提高多层快速多极子算法求解电磁散射问题的效率,提出了两种修正多极子模式数的方法。与传统的多层快速多极子相比,该方法通过有效地减少多极子模式数,从而减少了迭代求解矩阵方程时的矩矢相乘时间和内存存储需求。计算结果表明,该方法提高了电磁散射问题求解的计算效率,保留了原有方法的精度,同时保持了多层快速多极子算法的计算复杂度,并且简单易于实现,十分适于三维电大结构电磁散射问题的求解。 展开更多

关键词 修正多极子模式数 多层快速多极子算法 雷达散射截面 电大目标 混合场积分方程

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并行多层快速多极子算法中近场计算的负载均衡

11

作者 汤华宁 童维勤 +1 位作者 王辛刚 倪维立 《计算机应用与软件》 CSCD 2010年第4期274-275,共2页

指出多层快速多极子算法(MLFMA)近场计算部分负载均衡的核心在于近邻阻抗矩阵的划分。阐述按组对划分近邻阻抗矩阵的方案,辅以正方形扩展算法增加组对分布的聚集性,克服了传统的基于并行分布树最细层几何信息所产生的近邻阻抗矩阵划分... 指出多层快速多极子算法(MLFMA)近场计算部分负载均衡的核心在于近邻阻抗矩阵的划分。阐述按组对划分近邻阻抗矩阵的方案,辅以正方形扩展算法增加组对分布的聚集性,克服了传统的基于并行分布树最细层几何信息所产生的近邻阻抗矩阵划分的负载不均衡性。实验结果表明改进后算法的效率有明显提高。 展开更多

关键词 雷达散射截面 多层快速多极子算法 并行化计算 近邻阻抗矩阵 负载均衡

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多层快速多极子算法并行实现的数据划分策略

12

作者 胡悦 童维勤 龚治勋 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第2期118-121,共4页

虽然多层快速多极子算法在解决大尺度电磁散射问题中表现出了很好的效率,但是,当未知量达到千万时,由于复杂的结构和计算该算法很难再保持高效的计算能力。为了解决负载均衡引起的性能瓶颈问题,提出多层快速多极子算法基于八叉树的多层... 虽然多层快速多极子算法在解决大尺度电磁散射问题中表现出了很好的效率,但是,当未知量达到千万时,由于复杂的结构和计算该算法很难再保持高效的计算能力。为了解决负载均衡引起的性能瓶颈问题,提出多层快速多极子算法基于八叉树的多层结构并行数据划分策略。该方法包括根据树结构中分布层和共享层不同特征的单独处理,也包括解决数据冲突的转移层的处理方法和为了减少分布存储系统中的通信时间而在分布层引入的冗余技术。实验结果表明多层快速多极子算法并行计算的开销明显减少,并且能够获得比较高的并行效率。 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 负载均衡 并行数据划分 数据冲突 冗余技术

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三维电大尺寸复杂群目标的单站RCS的快速多极子分析 被引量：7

13

作者 谭云华 周乐柱 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期823-829,共7页

用快速多极子算法 (FMM)和共轭梯度法 (CG)求解三维电大尺寸复杂群目标的电磁散射特性。对单站雷达散射截面 (RCS)的预估 ,更采用了物理光学电流近似和相位修正的继承迭代法两项措施进一步加快了求解过程。该方法具有节省内存 ,计算量... 用快速多极子算法 (FMM)和共轭梯度法 (CG)求解三维电大尺寸复杂群目标的电磁散射特性。对单站雷达散射截面 (RCS)的预估 ,更采用了物理光学电流近似和相位修正的继承迭代法两项措施进一步加快了求解过程。该方法具有节省内存 ,计算量小 ,迭代速度快且精确度高的特点 ,特别适于准确分析多个电大尺寸目标间的相互影响。 展开更多

关键词 电磁散射 快速多极子算法 雷达散射截面(RCS)

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多层快速多极子法的内存占用与控制分析 被引量：2

14

作者 刘战合 武哲 高旭 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期724-728,共5页

从多层快速多极子算法的内存组成出发,建立了内存与未知数之间的关系,首次提出了网格划分尺寸与入射波长之比和多极子模式数对内存的影响。入射频率不变而网格划分尺寸减小时,聚合配置量内存与总未知数成正比,稀疏矩阵内存与相关未知数... 从多层快速多极子算法的内存组成出发,建立了内存与未知数之间的关系,首次提出了网格划分尺寸与入射波长之比和多极子模式数对内存的影响。入射频率不变而网格划分尺寸减小时,聚合配置量内存与总未知数成正比,稀疏矩阵内存与相关未知数数目成平方关系,总内存迅速增加。网格不变而频率降低时,若分层数相同,稀疏矩阵内存不变,聚合配置量内存随频率降低而减小;若分层数降低,稀疏矩阵内存平方递增;若频率成偶数倍关系,聚合配置量占用内存不变,总内存振荡增加。改进模式数的精度控制后,提高了精度,但聚合配置量内存相应增加,总内存随之增加。 展开更多

关键词 电磁散射 多层快速多极子算法 雷达散射截面 内存

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基于三维矩量法和二维快速多极子的山区电磁场预测方法 被引量：3

15

作者 袁峰 丁宁 +2 位作者 李昊 张玉 赵勋旺 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期57-59,共3页

对于山体这样的超电大尺寸问题,传统的三维矩量法难以给出整体解,针对这一问题,本文提出一种新的计算方法,使用三维矩量法结合二维快速多极子算法。把辐射源与以辐射源为中心一定范围内的小块山体整体作为新的辐射源,使用三维矩量法对... 对于山体这样的超电大尺寸问题,传统的三维矩量法难以给出整体解,针对这一问题,本文提出一种新的计算方法,使用三维矩量法结合二维快速多极子算法。把辐射源与以辐射源为中心一定范围内的小块山体整体作为新的辐射源,使用三维矩量法对其进行仿真计算,超过这个新的辐射源的山体根据选定面使用二维建模并使用二维快速多极子求解,结合的关键在于由三维矩量法计算新的辐射源给出二维快速多极子仿真所需的入射场。 展开更多

关键词 山体 矩量法 快速多极子算法

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并行多层快速多极子的高效预条件技术 被引量：4

16

作者 罗建刚 梅吴杰 +2 位作者 左胜 赵勋旺 张玉 《微波学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期22-25,共4页

多层快速多极子法是基于矩量法的快速算法,具有较低的计算复杂度和存储复杂度,被广泛应用于目标电磁散射特性分析。对于复杂结构电磁目标,由于矩阵条件数较差,往往存在迭代收敛慢甚至不收敛的问题。针对这一情况,文中利用快速多极子的... 多层快速多极子法是基于矩量法的快速算法,具有较低的计算复杂度和存储复杂度,被广泛应用于目标电磁散射特性分析。对于复杂结构电磁目标,由于矩阵条件数较差,往往存在迭代收敛慢甚至不收敛的问题。针对这一情况,文中利用快速多极子的近区矩阵,结合稀疏矩阵方程求解构造了一种高效预条件。数值实例表明该方法相比于块对角预条件效果更好,能有效加速多层快速多极子迭代过程。 展开更多

关键词 矩量法 多层快速多极子算法 电磁散射 预条件

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基于多层快速多极子方法的卫星模型散射特性分析 被引量：2

17

作者 李莹 王学田 何芒 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第S3期225-228,共4页

以电大尺寸问题为研究对象,在矩量法的基础上,通过多层快速多极子方法,对自由空间中的电大尺寸复杂目标的雷达散射截面进行了研究。通过理想导体平板算例验证了MLFMA计算程序的正确性。最后给出了复杂目标的计算实例,并验证了该方法在... 以电大尺寸问题为研究对象,在矩量法的基础上,通过多层快速多极子方法,对自由空间中的电大尺寸复杂目标的雷达散射截面进行了研究。通过理想导体平板算例验证了MLFMA计算程序的正确性。最后给出了复杂目标的计算实例,并验证了该方法在节省内存需求和计算时间方面的明显效果。 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 电大尺寸复杂目标 雷达散射截面 散射特性

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基于特征模与物理光学混合方法的海面环境下动态群目标电磁散射快速计算

18

作者 王照源 谷继红 +3 位作者 丛洲 何姿 管灵 丁大志 《电波科学学报》 北大核心 2025年第1期37-45,62,共10页

群目标广泛存在于电磁工程中,对其开发高效、准确的仿真方法具有重要意义。针对动态群目标在各个时刻下单元排布可能不同的特点,首先提出了按照单元分组的快速多极子算法,使用特征模方法降低群目标未知量,采用预存储的策略来实现动态群... 群目标广泛存在于电磁工程中,对其开发高效、准确的仿真方法具有重要意义。针对动态群目标在各个时刻下单元排布可能不同的特点,首先提出了按照单元分组的快速多极子算法,使用特征模方法降低群目标未知量,采用预存储的策略来实现动态群目标的高效、准确分析,该方法称为动态群目标的特征模快速分析方法;然后,考虑海面背景对群目标电磁散射的影响,将以上提出的动态群目标的特征模快速分析方法与高频的物理光学法进行结合,提出了一种高低频混合方法。数值算例表明,本文提出的高低频混合方法能够在保证较高计算精度的同时实现动态群目标和海面背景整体的高效电磁特性分析,同时还实现了计算效率和精度之间的合理平衡。 展开更多

关键词 动态群目标 海面背景 高低频混合方法 特征模理论(TCM) 快速多极子算法(FMA) 物理光学(PO)法

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求解多尺度目标电磁散射的积分方程快速算法 被引量：2

19

作者 郑宇腾 赵延文 +2 位作者 贾苗苗 蔡强明 聂在平 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期601-605,共5页

多层快速卡特森展开算法(Multilevel Accelerated Cartesian Expansion Algorithm,MLACEA)可用于加速电小尺寸结构积分方程矩量法,且矩阵与矢量乘积运算计算复杂度为O(N)量级;MLACEA和多层快速多级子算法(Multilevel Fast Multipole Alg... 多层快速卡特森展开算法(Multilevel Accelerated Cartesian Expansion Algorithm,MLACEA)可用于加速电小尺寸结构积分方程矩量法,且矩阵与矢量乘积运算计算复杂度为O(N)量级;MLACEA和多层快速多级子算法(Multilevel Fast Multipole Algorithm,MLFMA)均基于八叉树分组结构,便于实现它们的混合快速算法MLACEA-MLFMA.该混合算法可大幅度降低模拟含精细结构的电大尺寸目标宽带电磁散射问题的计算复杂度.还详细阐述了求解电场积分方程的MLACEA算法及其与MLFMA算法的混合快速算法MLACEA-MLFMA算法;并通过计算实例对比分析了MLFMA算法与MLACEA-MLFMA混合算法的计算效率. 展开更多

关键词 多尺度问题 多层快速卡特森展开算法 多层快速多极子算法

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基于多区域面积分方程的电大非均匀等离子体电磁特性高效计算方法 被引量：1

20

作者 张慧雯 陈宇浩 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期26-38,共13页

针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求,本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法,展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射... 针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求,本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法,展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射问题的仿真能力。首先,推导了非均匀等离子体的MR-SIE,使用间断伽辽金(discontinuous Galerkin, DG)方法提高对多区域复杂等离子体目标的建模与计算效率,研究了不同方程的数值性能;随后针对电子密度较大的高负介电常数区等离子体,运用一种简洁高效的截断策略,进一步提升了多层快速多极子算法的鲁棒性,避免了SIE计算高损耗介质内问题面临的数值不稳定性。数值实验表明,该方法在计算多种分割方式的多区域等离子体鞘套模型时具有良好的精度和效率,可用于大尺度复杂等离子体目标电磁辐射与散射特性的快速精确评估。 展开更多

关键词 多区域目标面积分方程(MR-SIE) 等离子体鞘套 负介电常数 多层快速多极子算法(MLFMA) 间断伽辽金(DG)

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