基于MRTD的非球形气溶胶散射并行计算模型设计及其验证

作者：胡帅; 高太长; 李浩; 杨波; 陈鸣; 刘磊; 李刚

来源：光学学报, 2017, (06): 2-17.

• 非球形气溶胶
• 散射
• MRTD
• 并行计算
• MPI.

为解决串行MRTD(Multi-Resolution Time-Domain)散射模型运行时间长、内存消耗大的问题,基于MPI技术设计了一套非球形气溶胶散射并行计算模型。介绍了散射模型的基本框架和原理,给出了2套并行数据通信方案,并基于MPI重复非阻塞通信技术实现了MRTD散射模型的并行化设计;搭设了网络并行计算平台,实现了模型的并行化计算。将本模型与Mie散射理论及T矩阵法进行了对比验证,并分析了模型的并行计算性能。结果表明,并行MRTD散射计算模型与Mie散射理论、T矩阵法的模拟结果一致性较好;并行计算技术可显著缩短模拟时间,提高运行效率;电磁场分量同时交换的并行设计方案的效率略高于仅交换磁场分量的方案;随着使用CPU核数的增加,程序的并行加速比随之增大,但单核运行效率却略有降低。随着粒子尺度参数的增加,单核计算效率随之增加;复折射率的改变并不会显著影响并行计算效率。

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学