1、電大尺寸復(fù)雜目標(biāo)的電磁散射特性研究對(duì)于分析、優(yōu)化飛機(jī)、導(dǎo)彈、坦克、艦船等的隱身與反隱身特性有著重要的理論指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)電磁散射問題中的快速預(yù)處理技術(shù)和電大尺寸目標(biāo)的并行計(jì)算展開研究，取得了如下進(jìn)展。
　　1.針對(duì)復(fù)雜電大尺寸理想導(dǎo)體目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了基于面積分方程的多層快速多極子算法(MLFMA)。金屬球、杏仁體和帶縫錐球體算例驗(yàn)證了程序結(jié)果的正確性。將不同電尺寸金屬球的計(jì)算過程中內(nèi)存占用與Fast Illinois

2、Solver Code(FISC)軟件的內(nèi)存占用對(duì)比表明，當(dāng)未知量較少時(shí)，本軟件內(nèi)存占用比FISC稍大；但隨著未知量的增大，二者差距減??；對(duì)于百萬量級(jí)以上未知元的散射問題，二者內(nèi)存占用基本相等。
　　2.利用積分方程中積分核場(chǎng)點(diǎn)和源點(diǎn)間的近距離奇異性特點(diǎn)，應(yīng)用Frobenius范數(shù)最小化的稀疏近似求逆(SAI)和稀疏遞歸Choelsky分解(SRCF)近場(chǎng)預(yù)處理技術(shù)，分析了帶縫錐球體、開口立方體、杏仁體和T形板的雙站RCS，收斂曲

3、線表明這兩種近場(chǎng)預(yù)處理技術(shù)顯著減少了迭代求解次數(shù)。
　　3.實(shí)現(xiàn)了基于SAI的兩級(jí)預(yù)處理，并提出了基于SRCF的兩級(jí)預(yù)處理。在單站RCS計(jì)算中，提取近場(chǎng)預(yù)處理器作用后的系數(shù)矩陣的特征向量構(gòu)造一個(gè)新預(yù)處理器，并將其與近場(chǎng)預(yù)處理器結(jié)合構(gòu)成兩級(jí)預(yù)處理的形式，來加速迭代收斂。帶縫錐球體、帶尾翼的錐柱組合體、杏仁體以及飛機(jī)模型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果證明了這類預(yù)處理器的高效性。
　　4.研究了并行MLFMA的方案。針對(duì)MLFMA底層組數(shù)量多、角

4、譜空間采樣點(diǎn)少，而頂層組數(shù)量少、角譜空間采樣點(diǎn)多這一特性，采用在底層按組數(shù)量并行，遠(yuǎn)場(chǎng)作用矩陣重復(fù)存儲(chǔ)于每個(gè)處理器上；頂層按平面波方向圖并行，遠(yuǎn)場(chǎng)作用矩陣分布存儲(chǔ)的并行MLFMA方案。302萬未知量的金屬球和283萬未知量的飛機(jī)模型的7個(gè)處理器并行計(jì)算結(jié)果表明，處理器之間的最大負(fù)載差異分別為3.8％、11.1％，并行效率分別達(dá)88.83％、87.35％。
　　5.提出了基于矩陣分解方法的無重疊區(qū)域的并行區(qū)域分解算法(P-DDM)。

5、將仿真區(qū)域分成若干子區(qū)域，依次循環(huán)求解每個(gè)子區(qū)域，直至達(dá)到收斂精度，子區(qū)域的求解和子區(qū)域之間的相互作用采用并行MLFMA計(jì)算。為節(jié)省內(nèi)存，近場(chǎng)矩陣和預(yù)處理矩陣分塊存儲(chǔ)在硬盤上。電大甚至超電大復(fù)雜目標(biāo)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，該算法一般只需3次外迭代即可收斂。使用8個(gè)處理器并行計(jì)算4354萬未知量金屬球的雙站RCS，僅需23.69GB內(nèi)存、118.6小時(shí)，而使用普通并行MLFMA僅近場(chǎng)矩陣就占73.6GB內(nèi)存，這顯示了P-DDM可有效節(jié)省內(nèi)存。