Parallel Finite-Difference Time-Domain Method

本書により、既存の時間領域ソルバを改善したFDTD（時間領域差分）アルゴリズムの並列特性を活用し、より複雑で大規模な問題について効率的に解説しています。本書は、並列FDTDコードの開発、および並列に動作するハードウェアを組み立てるためにMPIおよびMPICHを適用する方法を伝授してくれます。この実践的なリソースブックでは、MPIライブラリの基本的概念の紹介、並列データストラクチャ、並列アーキテクチャの解説に加えて、並列データ交換コードを使った並列FDTDの導入に関する詳細なガイダンスを提供してくれます。

本書を読めば、クラスタでPCを相互接続し、有効にFDTDを並列に実行するための方法を学習できます。また「並列FDTDのパワー」を図解説明した、大規模有限アンテナアレイを使った実例も提供しています。並列FDTDを実行するための実践的なストラテジを発見でき、またBOR/FDTD技術、およびその並列導入などを学習できます。MPIデータのタイプ、オペレータ、FORTRANおよびCの機能に関するチュートリアルのみならず、Windows/Linuxシステム上のMPIライブラリのダウンロード、インストール、セットアップに関する説明も記載されています。

FDTD Method Basic Concepts of Finite Difference Time Domain (FDTD). Numerical Dispersion Associated with the FDTD Method. Stability Characteristics. Non-Uniform Mesh.

Boundary Conditions PEC and PMC Boundary Condition. Mur Absorbing Boundary Condition. Unsplit PML. Stretched Coordinate PML. Time Domain Convolution PML.

Parallel FDTD Method Fntroduction to MPI Library. Data Exchanging Technique on Parallel FDTD. Domain Decomposition Technique in Parallel FDTD. Realization of Parallel FDTD Method. Result Collection Technique in Parallel FDTD. Parallel Technique Relative to Parallel FDTD. Numerical Examples.

Implementation of MPI: MPICH MPICH Introduction. Data Transform Processing. Efficiency Analysis of Parallel FDTD. Parallel FDTD Optimization.

Advanced FDTD Methods PEC Conformal Technique. Dielectric Conformal Technique. ADI-FDTD Technique. Dispersive Medium Simulation. Lumped Element Simulation.

Excitation Source Techniques Excitation Source Introduction. Excitation Source Analysis. Local Sources. Excitation Techniques of Transformation Lines. Output Power Analysis of Local Excitation Sources. Relationship of Time Delay and Phase Difference. Plane Wave Source.

FDTD Result Processing Techniques Result Collection and Fourier Transformation. Signal Model Extraction. Near-to-Far Field Transform.

Engineering Allocation of Parallel FDTD Finite Patch Antenna. Finite Crossed Dipole Array.

BOR/FDTD Method・ BOR/FDTD Introduction. BOR/FDTD Techniques. PML for BOR/FDTD. Near-to-Far Field Transform for BOR/FDTD. Singularity Boundary Condition. Simulation Techniques for Partial Symmetric Structures.

Parallel BOR/FDTD・ Parallel BOR/FDTD Technique. Realization Technique of Parallel BOR/FDTD. Efficiency Analysis of Parallel BOR/FDTD. Reflector Antenna System Simulation.

Appendix: Basic MPI Introduction FORTRAN Functions. C Functions. MPI Data Types. MPI Operators. Download, Installation and Set-up of MPI Library.