时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)由于其简单、直观、易于掌握等优点在计算电磁学领域中得到了越来越广泛的应用和重视。但工程应用中,常涉及电大尺寸或复杂结构目标的计算,为了满足该算法稳定性条件和计算精度的需求,必须划分数量庞大的网格,带来耗用内存过大和计算时间过长的难题,极大地限制了FDTD的应用。 随着个人计算机性能的不断提高和网络技术的飞速发展,网络并行计算技术得到了广泛的应用。将个人计算机通过高速局域网联结而成的计算机集群系统由于具有较高的性价比,被广泛应用到了并行计算领域,成为当今大规模数值计算的发展趋势之一。 FDTD结合网络并行计算技术,为运用FDTD方法进行电大尺寸复杂电磁问题数值模拟计算提供了一条有效的途径。FDTD网络并行计算已成为电磁场数值计算的一个研究热点,但如何实现高效率并行计算迄今仍是难题。现阶段已有的网络并行FDTD算法,往往随着计算节点的增多,并行效率下降很快,这严重制约并行FDTD的实际应用。 本文采用Visual Fortran编程语言编写了三维FDTD通用计算软件,该软件采用了PML(Perfect Matched Layer)吸收边界条件和近——远场变换,通过参数设置可以对各类复杂结构目标,包括天线进行数值仿真计算。采用MPI(Message Passing Interface)并行函数库,对该软件进行并行化处理。为了实现较高的并行效率,本文对并行化的关键步骤进行了深入的研究。设定区域分割条件,达到最小的通信比例;建立网络拓扑结构,实现最短的通信距离:采用自定义数据类型,取消数据打包和解包的过程;比较MPI提供的不同通信模式,选择最优的MPI数据通信函数,和实现数据的并行输入输出。通过