При проведении анализа и синтеза сложных электродинамических объектов необходимо довольно точно учитывать протекающие в них физические процессы. Основные характеристики в большом числе случаев довольно быстро изменяются с изменением частоты, а также поляризации и углов падения электромагнитных волн. Для того, чтобы изучать основные характеристики объектов для широкой полосы частот и различных углов наблюдения необходимо использовать или специальный антенный полигон, или безэховую камеру. Их стоимость может быть довольно большой.
В этой связи, довольно часто прибегают к математическому моделированию.
В вычислительной технике в последнее время произошли значительные изменения. Сейчас используются многоядерные процессоры, позволяющие проводить многопоточное выполнение кода. При этом обслуживание интерфейса делается в отдельном потоке, а обработка данных – в другом. Также разные потоки могут обрабатываться на разных процессорах одновременно, что действительно ведет к увеличению скорости исполнения.
В ряде случаев интерес представляют значения характеристик рассеяния объекта не только на одной частоте, а на совокупности частот.
В работе решается ряд задач:
1. Разрабатывается модель рассеяния электромагнитных волн на объектах произвольной формы;
2. Проводится разработка алгоритма численного решения задачи рассеяния электромагнитных волн на основе метода интегральных уравнений;
3. Разрабатывается программная реализация алгоритма решения в рамках интегральных уравнений с распараллеливания вычислений.
Использование интегральных уравнений предполагает расчет токов, текущих по поверхности объекта. Такой метод эффективно работает при расчете характеристик рассеяния тел, размеры которых находятся в резонансной области. При увеличении размеров объекта заметно возрастает требуемое для расчетов машинное время, а также объем оперативной памяти.
При запуске программы формируется новый процесс. Могут быть созданы дополнительные потоки, которые в основном используют для того, чтобы выполнялись фоновые задачи. Каждый поток имеет собственный стек, но системные ресурсы потоки используют совместно.
С использованием значений характеристик рассеяния объекта на одной частоте можно проводить прогнозирование его характеристик рассеяния на других частотах., то есть, нет необходимости прибегать к проведению реального эксперимента.
На основе метода интегральных уравнений создан алгоритм численного решения задачи, на основе параллельного алгоритма метода исключения Гаусса описан процесс распараллеливания вычислений. При помощи рассмотренного алгоритма разработана программа в среде визуального программирования Delphi 7.0 . Расчет проводится для резонансной области, то есть размеры тела составляют несколько длин волн.