大规模并行电磁场计算程序JEMS-FDTD设计和实现

摘要

基于"并行自适应结构网格应用支撑软件框架"JASMIN(J parallel Adaptive Structured Mesh applicationsINfrastructure)设计并实现了大规模并行电磁场仿真程序JEMS-FDTD(J Electromagnetic Solver-Finite Difference TimeDomain).该程序使用经典的时域有限差分法,在结构网格上,显式地求解Maxwell 方程组,精确模拟电磁场的传播、辐射、耦合等问题.典型应用包括波束波导、天线、滤波器、机箱耦合等.JEMS-FDTD 具备大规模并行计算能力,可在数千处理器上求解百亿网格规模的问题.本文以自由空间电偶极子辐射和波束波导为算例进行了试算,对程序的正确性和大规模并行计算能力进行了验证和测试;并行效率测试表明JEMS-FDTD 有较高的并行性能.