并行FDTD方法关于屏蔽效能的分析的开题报告

并行FDTD方法关于屏蔽效能的分析的开题报告题目：并行FDTD方法关于屏蔽效能的分析一、选题背景及研究意义FDTD(Finite-DifferenceTime-Domain)是求解Maxwell方程的重要数值方法之一，它在电磁学领域的应用十分广泛。而在大规模计算中，考虑到计算效率的问题，FDTD即可通过并行计算的方法实现加速。但是在实际应用中，由于模型中存在的高孔密度材料导致的屏蔽问题，会对并行FDTD方法的加速效果产生影响，影响了计算效率。因此，本文将就并行FDTD方法中存在的屏蔽效应问题，研究不同屏蔽程度情况下的并行加速效果，并尝试提出一种优化方法，以提高计算效率，有效解决屏蔽问题。二、研究内容及思路1.分析并行FDTD方法中存在的屏蔽效应问题。2.构建不同屏蔽程度的模型，并选取适当的时间步进行模拟。3.设计并行FDTD算法，对不同屏蔽程度进行并行加速，并对加速效果进行评估。4.提出优化算法，以提高计算效率，有效解决屏蔽问题。5.在高性能计算平台上验证并行FDTD方法及优化算法的实用性，考虑实际应用场景下的计算效率。三、预期研究成果1.掌握FDTD方法的基本原理，熟悉计算模型的构建及模拟过程。2.分析并行FDTD方法中存在的屏蔽效应问题，提出相应的解决方案。3.设计并实现并行FDTD算法，验证并行加速效果，并提出优化方法。4.在高性能计算平台上验证并行FDTD方法及优化算法的实用性，并得出实验结果。四、研究方法1.文献调研法：对现有的研究文献进行系统调研和分析，掌握FDTD方法的基本原理及已有的研究成果，为本研究提供理论支持。2.计算机仿真法：设计并实现并行FDTD算法，建立不同屏蔽程度的计算模型，在高性能计算平台上进行计算，验证所提出算法的实用性及计算效率。五、研究计划及进度安排1.第一年（2021年）：调研论文，明确研究目标，阅读FDTD方法的相关文献，熟悉计算模型的构建和模拟过程，分析并行FDTD方法中屏蔽效应问题。2.第二年（2022年）：构建不同屏蔽程度的模型，设计并实现并行FDTD算法，运行模拟程序，实验数据记录。3.第三年（2023年）：对实验数据进行分析，提出优化算法，设计并实现，验证所提出算法的实用性、比较优化前后的并行加速效果，完成论文撰写。六、参考文献1.Yee,K.S.(1966).NumericalsolutionofinitialboundaryvalueproblemsinvolvingMaxwell'sequationsinisotropicmedia.IEEETransactionsonAntennasandPropagation,14(3),302-307.2.Wang,Y.,Li,H.,&Zhou,X.(2018).AnFDTDmethodforelectromagneticscatteringbymulti-layeredheterogeneousanisotropicmedia.JournalofElectromagneticWavesandApplications,32(13),1772-1783.3.Vuong,T.T.,&Yang,S.(2017).Wide-angleFDTDsimulationofelectromagneticwavesindispersiveuniaxialmetamaterials.InternationalJournalofAntennasandPropagation,2017.4.Zhou,X.,Li,H.,&Wang,Y.(2019).Analysisofgraphene-dielectricwaveguidesusi