粗糙面电磁散射GPU加速计算及多层粗糙面电磁散射的矩量法研究

摘要

本文基于矩量法利用GPU加速方法计算一维高斯粗糙面的电磁散射,分别给出了计算导体粗糙面与介质粗糙面的加速结果。在计算导体粗糙面电磁散射时给出了加速比随着未知量个数增加的变化趋势,在未知量较大时加速比能达到700倍左右。并且讨论了掠入射时加速比与入射角的关系。计算介质粗糙面电磁散射时给出了加速比与未知量个数,粗糙面的相关长度、均方根高度的关系。我们发现对于介质粗糙面散射加速比只能达到100到150倍左右,而且粗糙面越粗糙加速比越大。本文还采用矩量法研究了一维三层高斯粗糙面的电磁散射特性。通过与时域有限差分法获得的三层粗糙面电磁散射的计算结果进行比较说明了本文所提方法的正确性。并将本文研究的三层粗糙面散射模型退化为单层粗糙面散射模型,并与已有的单层粗糙面散射模型的计算结果进行了对比。说明本文所提方法的通用性,最后详细讨论了入射角、介电常数、均方根高度、相关长度、每层粗糙面的深度对三层粗糙面双站散射系数的影响。

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第一章 绪论

§1.1 研究背景及研究意义

§1.2 国内外研究进展

§1.3论文主要安排和具体工作

第二章 粗糙面电磁散射及其建模概论

§2.1 粗糙面的特征参数及建模

§2.2 粗糙面电磁散射计算方法概述

§2.3矩量法介绍

§2.4矩阵方程的求解

§2.5本章小结

第三章 GPU技术与CUDA模型

§3.1GPU基本架构解释与分析

§3.2 CUDA开发介绍

§3.3本文软硬件环境

§3.4本章小结

第四章 矩量法计算粗糙面电磁散射的GPU加速方法

§4.1矩量法计算粗糙面电磁散射的基本理论

§4.2矩量法计算粗糙面电磁散射的GPU加速方法

§4.3计算结果与分析

§4.4本章小结

第五章 多层粗糙面电磁散射的矩量法计算

§5.2理论分析

§5.3计算结果与分析

§5.4本章小结

结束语

致谢

参考文献

读硕士期间参加科研项目与发表论文情况