并行FDTD方法在海面及其上方漂浮目标复合电磁散射中的应用

利用基于图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)的并行时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)法计算一维粗糙海面及其上方二维漂浮目标的复合电磁散射.采用各向异性完全匹配层(Uniaxial Perfectly Matched Layer,UPML)吸收边界作为截断边界,为了便于并行程序的设计,在整个计算区域使用UPML吸收边界差分公式进行迭代.利用异步通信技术来隐藏主机和设备之间的通信时间,同时使用片上的共享存储器提高读取速度,进一步对程序进行优化,得到很好的加速比,证明了该方法的计算高效性.通过与串行FDTD法以及串行矩量法获得的数值结果进行比较,验证了该并行方法的正确性,进而研究了海面上方类似舰船漂浮目标的电磁散射特性,讨论了入射角、海面风速以及目标吃水深度对双站散射系数的影响.