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基于自适应多层快速多极算法的大规模磁法正演模拟 被引量:2
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作者 肖晓 黄保尚 +1 位作者 任政勇 汤井田 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1046-1056,共11页
提出了一种基于非结构化四面体以及带地形模型的自适应多层快速多极大规模磁法快速正演算法.该算法弥补了传统积分方法采用FFT加速计算时不能采用非结构化网格的缺陷;同时采用自适应快速多极算法突破积分求和方法求解大规模磁法问题耗... 提出了一种基于非结构化四面体以及带地形模型的自适应多层快速多极大规模磁法快速正演算法.该算法弥补了传统积分方法采用FFT加速计算时不能采用非结构化网格的缺陷;同时采用自适应快速多极算法突破积分求和方法求解大规模磁法问题耗时长的突出问题.首先,采用非结构化的四面体网格剖分技术能够更好的模拟复杂模型以及带地形模型,实现磁法模型的高精度模拟;其次,采用一种自适应多层快速多极(AMFM)算法实现大规模磁法正演求解.通过将计算区域划分为近区和远区,对近区采用解析计算高精度求解,对远区采用自适应多层快速多极算法进行加速计算,假设有M个观测点,N个四面体源单元,可将计算复杂度由传统积分求和法的O(MN)减少到O(Mlog N).本文设计了组合体模型以及安徽怀宁地区的实际地形模型,模型计算结果体现了采用该方法进行大规模复杂模型三维磁法正演模拟的高效性和准确性. 展开更多
关键词 磁法正演 自适应多层快速多极算法 四面体网格 地形
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组合导体目标电磁特性的快速多极算法计算 被引量:1
2
作者 董健 柴舜连 毛钧杰 《微波学报》 CSCD 北大核心 2005年第5期9-13,共5页
用快速多极算法分析具有任意线、面、体组合的电大尺寸理想导体目标的电磁散射和辐射特性。统一采用RWG基函数对线、面、体导体上的电流进行展开;使用了新的设置基函数和未知量的方法来处理任意的线-面,面-面连接问题;并使用多层快速多... 用快速多极算法分析具有任意线、面、体组合的电大尺寸理想导体目标的电磁散射和辐射特性。统一采用RWG基函数对线、面、体导体上的电流进行展开;使用了新的设置基函数和未知量的方法来处理任意的线-面,面-面连接问题;并使用多层快速多极算法结合ILUT预处理算法加速求解过程。数值结果验证了本文方法的准确性和高效性。 展开更多
关键词 快速多极算法 表面积分方程 矩量法 导体目标 电磁特性 计算 预处理算法 算法分析 辐射特性 电磁散射
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求解声波散射问题的边界元快速多极算法的一种新型树结构 被引量:1
3
作者 孟文辉 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期931-935,共5页
目的为创建一种新的树结构,进一步提高求解效率。方法针对有界星型散射区域,应用极坐标的思想,提出一种新型的弧形单元树结构,该树结构将二维散射问题的快速多极算法的树结构由传统的四叉树结构转化为二叉树结构,进而大大提高了求解效... 目的为创建一种新的树结构,进一步提高求解效率。方法针对有界星型散射区域,应用极坐标的思想,提出一种新型的弧形单元树结构,该树结构将二维散射问题的快速多极算法的树结构由传统的四叉树结构转化为二叉树结构,进而大大提高了求解效率。结果通过对数值例子的计算及求解效率的分析,可以看出在应用快速多极算法求解声波散射问题时,应用该二叉树结构相比原始四叉树结构时的求解效率高很多,而且精确度也较高。结论提出的新型树结构是高效且精确的。 展开更多
关键词 声波散射 边界元方法 快速多极算法 二叉树结构
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用于分析电磁散射问题的快速多极算法
4
作者 李毅 李晋文 毛钧杰 《现代电子》 2002年第4期26-29,共4页
介绍了用于分析电磁散射问题的快速多极算法(FMA)和多层快速多极算法(MLFMA)的基本思想与基本步骤。通过计算实例表明,快速多极算法在计算速度和存贮要求方面比矩量法有明显优势,适合于在现有计算机条件下求解电大尺寸目标的散射问题。
关键词 电磁散射 快速多极算法 电大尺寸目标 FMA MLFMA
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结合多层快速多极和ILUT预处理算法分析复杂目标的电磁特性 被引量:2
5
作者 董健 柴舜连 毛钧杰 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期82-87,共6页
分层快速多极算法(MLFMM)和ILUT预处理算法被结合来分析电大尺寸目标的电磁散射和辐射特性。采用矩量法求解电磁场积分方程,最终须要求解一线性方程组。分层快速多极算法被用来加速用迭代法求解线性方程组时的矩阵向量乘积的运算。ILUT... 分层快速多极算法(MLFMM)和ILUT预处理算法被结合来分析电大尺寸目标的电磁散射和辐射特性。采用矩量法求解电磁场积分方程,最终须要求解一线性方程组。分层快速多极算法被用来加速用迭代法求解线性方程组时的矩阵向量乘积的运算。ILUT预处理算法被用来降低方程组系数矩阵的条件数,加快迭代法的收敛速度。计算实例表明了该方法的通用性和高效性。 展开更多
关键词 积分方程 矩量法(MOM) 分层快速多极算法(MLFMM) ILUT预处理
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三维局部多层快速多极子算法 被引量:6
6
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
7
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
8
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
9
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
10
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
11
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 多层快速多极算法 谱域积分 球谐函数展开
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介质涂敷电大尺寸导体柱电磁散射特性的有限元-快速多极混合算法分析
12
作者 张跃江 龚中麟 《微波学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期272-277,254,共7页
采用有限元 -快速多极混合算法分析了介质涂层电大尺寸导体柱的电磁散射特性。与有限元 -矩量法相比 ,快速多极算法将计算复杂度从 O(N2 )降低到 O(N1 .5 ) ,大大加快计算速度 ,减少存储量。计算表明该混合算法对电大复杂涂敷目标电磁... 采用有限元 -快速多极混合算法分析了介质涂层电大尺寸导体柱的电磁散射特性。与有限元 -矩量法相比 ,快速多极算法将计算复杂度从 O(N2 )降低到 O(N1 .5 ) ,大大加快计算速度 ,减少存储量。计算表明该混合算法对电大复杂涂敷目标电磁特性的分析是灵活而有效的。 展开更多
关键词 电磁散射 涂敷导体柱 有限元-快速多极混合算法
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多层快速多极子算法的改进措施 被引量:3
13
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 多层快速多极算法 转移因子 电磁散射
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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
14
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 多层快速多极算法 预处理器 广义最小留数法
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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
15
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
16
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 多层快速多极算法 雷达散射截面 电大目标 混合场积分方程
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快速多极展开算法在自由尾迹分析中的应用
17
作者 丁国华 李攀 陈仁良 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期485-492,共8页
针对旋翼自由尾迹分析的计算效率问题,对快速多极展开算法(Fast multipole method,FMM)在基于直线涡元的尾迹互诱导速度计算中的应用开展了研究。分别构建了悬停和前飞状态下诱导速度多极展开计算的定义域;在进行远场诱导速度计算时,将... 针对旋翼自由尾迹分析的计算效率问题,对快速多极展开算法(Fast multipole method,FMM)在基于直线涡元的尾迹互诱导速度计算中的应用开展了研究。分别构建了悬停和前飞状态下诱导速度多极展开计算的定义域;在进行远场诱导速度计算时,将直线涡元等效为涡粒,推导了诱导速度的多极展开表达式。通过对悬停和前飞状态下旋翼尾迹中涡元诱导速度的计算,分析了该方法的加速特性和准确性。在此基础上,采用多极展开算法求解了旋翼模型在悬停和前飞状态下的自由尾迹几何形状和桨盘诱导入流分布,并与直接计算结果和实验数据进行了对比,表明FMM算法在提高计算效率的同时能够保持较高的精度。 展开更多
关键词 直升机 快速多极展开算法 诱导速度 自由尾迹
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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
18
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
19
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 多层快速多极算法 负载均衡 并行数据划分 数据冲突 冗余技术
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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
20
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) 快速多极算法(FMA) 物理光学(PO)法
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