Zastosowanie przetwarzania równoległego do analizy pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości

• Autorzy: Walendziuk W.

Warianty tytułu

EN

Parallel processing applied to high frequency electromagnetic field analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono algorytmy równoległe, mające zastosowanie w metodzie FDTD (ang. Finite-Differences Time-Domain), będącej jedną z najpopularniejszych metod analizy pola elektromagnetycznego wielkiej częstotliwości. W pracy przedstawiono metodę dekompozycji analizowanej przestrzeni, jak również algorytmy dekompozycji programu na zespół współbieżnych wątków. Ze względu na szczególne zainteresowanie autora algorytmami mającymi zastosowanie w klastrach komputerowych, przedstawione będą wyniki doświadczeń, uzyskanych w czasie testów wydajności programu równoległego, opartego na dekompozycji przestrzeni w wersji podziału "plastrowego". Zdecydowano się na przedstawienie algorytmów zaimplementowanych w klastrze homogenicznym, jak również w heterogenicznym - przy wykorzystaniu dodatkowego algorytmu dynamicznego podziału obszaru analizy.

EN

The paper contains parallel algorithms applied in the FDTD method, which is one of more popular ways of electromagnetic field of high frequency analysis. The work shows algorithms which decompose a program into a group of parallel threads, and a method of the analyzed area decomposition. The first type of algorithms enables achieving good speedups and makes it possible to use e.g. graphic cards in computations conducted with the use of the FDTD method. Whereas space decomposing algorithms help enlarge the analyzed area represented by a grid of elements built of electromagnetic field components presented in a differential form. Thanks to that it is possible to compute areas of great capacity, greater than the com-putational abilities of a single PC unit. The work focuses on presenting the results of efficiency examination of the parallel program based on this method. The author decided to show algorithms implemented on a homogeneous cluster, as well as in a heterogeneous one-with the use of an additional dynamic decomposition of the analyzed area.

Słowa kluczowe

PL

metoda FDTD; klaster; obliczenia równoległe

EN

FDTD method; cluster system; parallel computing

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 2
• Strony: 111--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Walendziuk W.

• Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka,

Bibliografia

• [1] Walendziuk W., Forenc J., Jordan A.: Cluster computing of high frequency electromagnetic field propagation, ”Computing” International Scientific Journal - vol. 2, Issue 3, pp. 39-43, 2003.
• [2] Walendziuk W., Forenc J., Jordan A.: High frequency electromagnetic fields analysis with the use of the parallel FDTD method, Springer-Verlag, Berlin, Lecture Notes in Computer Science, vol. 3019, pp. 528-535, 2004.
• [3] Yee K. S.: Numerical Solution of Initial Boundary Value Prob-lems Involving Maxwell’s Equations in Isotropic Media, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. AP-14, No 3, pp. 302-307, 1966.
• [4] Mur G.: Absorbing Boundary Conditions for the Finite Differ-ence Approximation of the Time-Domain Electromagnetic-Field Equations, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. EMC-23, No 4, pp. 377-382, 1981.
• [5] Marcysiak M., Rudnicki J., Sypniewski M.: Multithread FDTD modelling of segmentated microwave heating systems, 3rd World Congress on Microwave & Radio Frequency Applications: Bridging Science, Technology and Applications, Sydney, Australia, Section M4A, No M4A_11, September 22-26, 2002.
• [6] Sypniewski M., Celuch-Marcysiak M., Rudnicki J., Gwarek W., Więckowski A.: Faster analysis of microwave engineering prob-lems with multithread FDTD multiprocessor PCs, 13th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications, Poland, pp. 275-278, May 2000.
• [7] Sypniewski M., Celuch-Marcysiak M., Rudnicki J., Gwarek W., Więckowski A.: Multithread FDTD schemes for faster microwave circuit analysis on SMP personal computers, 22nd National Conference on Circuit Theory and Electronic Networks, Stare Jabłonki, pp. 535-540, 1999.
• [8] Sypniewski M., Rudnicki J., Celuch-Marcysiak M.: Investigation of multithread FDTD schemes for faster analysis on multiprocessor PCs, IEEE AP-S International Symposium and USNC/URSI National Radio Science Meeting, Salt Lake City, Utah, USA, vol. 1, pp. 252-255, June 16-21, 2000.
• [9] Walendziuk W., Forenc J.: Decomposition of the computation area in the parallel implementation of the FDTD algorithm, Informatica Tomul XI, ”Alexandru Ioan Cuza”, University of Iasi, pp. 180–192, 2002.
• [10] Walendziuk W.: Classification of the space domain decomposition in the parallel FDTD implementation, Electronics and Telecommunications Quarterly, T. 54 z. 3, pp. 405-414, 2008.
• [11] Walendziuk W., Kwiećkowski S.: The use of the dynamic space decomposition algorithm of a computational area in heterogeneous cluster computations, PARELEC’2006, IEEE International Symposium on Parallel Computing in Electrical Engineering, IEEE. Los Alamitos, pp. 466-469, 2006.