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求解电介质物体簇中电磁散射的并行蒙特卡罗方法。 (英语) Zbl 07536746号

总结:在这项工作中,我们开发了一种新的蒙特卡罗方法来解决光子粒子簇的电磁散射问题。该方法基于散射问题的形式解,即修正的玻恩级数,其系数通过保角变换求得。Born级数的项是通过对其矩阵表示的随机元素进行抽样来近似的,并使用矩量法进行计算。与其他技术(如快速多重方法)不同,这种蒙特卡罗方法不需要处理器之间的通信,这使得它适合于大型并行执行。

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65华氏度 数值线性代数
30立方厘米 几何函数理论
30年XX月 复变量的函数
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参考文献:

[1] Deutschmann,T。;南卡罗来纳州贝勒。;弗里斯,美国。;格里戈斯基(M.Grzegorski)。;科恩,C。;Krytter,L。;美国普拉特。;普拉多斯·罗曼,C。;Pukite,J。;Wagner,T。;沃纳,B。;Pfeilsticker,K.,《蒙特卡罗大气辐射传输模型McArtim:雅可比和3D特征的引入和验证》,J.Quant。光谱学。辐射。传输。,112, 1119-1137 (2011)
[2] Sanders,J.V.,《蛋白石对光的衍射》,《晶体学报》。,第节。A、 24427-434(1968)
[3] Asadchy,V.S。;Guo,C。;Faniayeu,I.A。;Fan,S.,《胶体超材料:具有巨大各向同性光学活性的三维随机介电胶体超材料》(Laser Photonics Rev.14(10)/2020),Laser光子Rev.,14,2070058(2020)
[4] Lee,J.H。;吴琼。;Park,W.,通过胶体自组装制备的金属纳米团簇超材料,Opt。莱特。,34, 443 (2009)
[5] Rossner,C。;König,T.A.F。;Fery,A.,《胶体组装的等离子体性质》,高级光学。材料,第9章,第2001869页(2021)
[6] Solihin,Y.,《并行多核架构基础》(2015),查普曼和霍尔/CRC
[7] 库马尔,V。;格拉玛,A。;古普塔,A。;Karypis,G.,《并行计算导论:算法的设计与分析》(Introduction to Parallel Computing:Design and Analysis of Algorithms)(1994年),本杰明·卡明斯出版公司:美国本杰明·卡明斯出版社·Zbl 0861.68040号
[8] 利奥巴赫,G。;Pillichshammer,F.,《准蒙特卡罗积分与应用导论》,《数学简明教科书》(2014),施普林格国际出版:施普林格出版社·Zbl 1309.65006号
[9] 纪浩。;马斯卡尼,M。;Li,Y.,使用Ulam-von-Neumann算法的马尔可夫链蒙特卡罗线性解算器的收敛性分析,SIAM J.Numer。分析。,51, 2107-2122 (2013) ·Zbl 1282.65015号
[10] 美国诺鲍尔。;Sim,S.A.,《蒙特卡罗辐射传输》,《生活评论计算》。天体物理学。,5,1(2019)
[11] Barker,H.W。;Goldstein,R.K。;Stevens,D.E.,多云大气太阳反射率的蒙特卡罗模拟,J.Atmos。科学。,60, 14 (2003)
[12] Lopez-Menchon,H。;Rius,J.M。;赫尔德林,A。;Ubeda,E.,通过变量变化加速Born级数,IEEE Trans。天线传播。,69, 5750-5760 (2021)
[13] 斯坦因,E.M。;Shakarchi,R.,《复杂分析》,普林斯顿分析讲座,第2卷(2003),普林斯顿大学出版社:普林斯顿大学出版,新泽西州普林斯顿,OCLC:ocm51738532·Zbl 1020.30001号
[14] Lang,S.,《复杂分析》,《数学研究生教材》,第103卷(1999年),纽约州斯普林格出版社:纽约州纽约市斯普林格·Zbl 0933.30001号
[15] Kythe,P.K.,《保角映射和应用手册》(2019年),CRC出版社,Taylor&Francis Group:CRC出版社、Taylor and Francis集团Boca Raton·兹比尔1426.30001
[16] 新罕布什尔州阿斯玛。;Grafakos,L.,《复杂分析与应用》,《数学本科生教材》(2018),施普林格国际出版:施普林格出版社·Zbl 1409.30001号
[17] 斯塔克·G。;Varga,R.S.,非对称线性方程组的混合Arnoldi-Faber迭代方法,数值。数学。,64, 213-240 (1993) ·Zbl 0795.65015号
[18] Driscoll,T.A。;Trefethen,L.N.,Schwarz-Christoffel映射,剑桥应用和计算数学专著,第8卷(2002),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社剑桥/纽约·Zbl 1003.30005号
[19] Schinzinger,R.,保角映射:方法和应用(2003)·Zbl 1063.30007号
[20] Driscoll,T.A.,《算法756:Schwarz-Christoffel映射的MATLAB工具箱》,ACM Trans。数学。软质。,22, 168-186 (1996) ·Zbl 0884.30005号
[21] Saad,Y.,《稀疏线性系统的迭代方法》(2003),美国工业和应用数学学会·Zbl 1002.65042号
[22] Thaheem,A.B。;《课堂笔记:莱布尼茨规则对高阶导数的推广》,《国际数学杂志》。教育。科学。技术。,34, 905-907 (2003)
[23] Hackbusch,W.,《大型稀疏方程组的迭代解》,《应用数学科学》,第95卷(2016年),Springer International Publishing:Springer国际出版公司Cham·Zbl 1347.65063号
[24] Hageman,L.A.,《应用迭代方法》/Louis A.Hageman和David M.Young(计算机科学和应用数学(1981),学术出版社:纽约学术出版社)·Zbl 0459.65014号
[25] 段,X。;他,C。;林,X。;Zhao,Y。;Feng,J.,辐射通量分布模拟的准蒙特卡罗射线追踪算法,Sol。能源,211167-182(2020)
[26] Chew,W.C。;Hu,B.,电磁波和弹性波积分方程方法,Synth。莱克特。计算。电动发电机。,3, 1-241 (2008)
[27] 科尔顿,D。;Kress,R.,散射理论中的积分方程方法(2013),工业与应用数学学会:宾夕法尼亚州费城工业与应用数学学会·Zbl 1291.35003号
[28] Harrington,R.F.,《力矩法现场计算》(1993),Wiley-IEEE出版社
[29] 尤金,医学硕士。;Mishchenko,M.I.,《电磁散射的体积积分方程:被动主介质中具有分段光滑边界的多层粒子集的严格推导和分析》,Phys。修订版A,97,第043824条pp.(2018)
[30] Sertel,K。;Volakis,J.,《电磁学积分方程方法》,工程技术研究所(2012)
[31] Rahola,J.,《关于电磁散射体积积分算子的特征值》,SIAM J.Sci。计算。,1740-1754年(2000年)·Zbl 0973.78012号
[32] Lakhtakia,A.,时谐电磁场散射的矩量法和耦合偶极子法的强形式和弱形式,国际期刊Mod。物理。C、 3583-603(1992)
[33] 穆勒,N.S。;冈村,Y。;B.G.M.维埃拉。;尤根森,S。;兰格,H。;Barros,E.B。;舒尔茨,F。;Reich,S.,等离子体纳米颗粒晶体中的深度强光物质耦合,《自然》,583780-784(2020)
[34] Lakhtakia,A。;Mulholland,G.,《关于电介质凝聚结构光散射的两种数值技术》,J.Res.Natl。仪表架。技术。,98, 699 (1993)
[35] Samokhin,A。;谢斯托帕洛夫,Y。;Kobayashi,K.,解决三维电磁散射问题的静态迭代方法,应用。数学。计算。,222 (2012)
[36] 甘·H。;Chew,W.,解决三维非均匀散射体问题的离散bcg-fft算法,J.Electromagn。波浪应用。,9, 1339-1357 (1995)
[37] 埃文斯,M。;Swartz,T.,通过蒙特卡罗和确定性方法逼近积分(2000)·Zbl 0958.65009号
[38] Balanis,C.,《先进工程电磁学》(2012),威利出版社:威利纽约
[39] Mishchenko,M.I.,《离散随机介质中的多重散射、辐射传输和弱局域化:统一微物理方法》,地球物理学评论。,46,文章RG2003 pp.(2008)
[40] 迪莫夫,I.T。;McKee,S.,《应用科学家的蒙特卡罗方法》(2004),世界科学出版社
[41] Heldring,A。;乌贝达,E。;Rius,J.M.,ACA收敛准则中Frobenius范数的随机估计,IEEE Trans。天线传播。,63, 1155-1158 (2015) ·Zbl 1373.78202号
[42] 贝赞森,J。;爱德曼,A。;卡宾斯基,S。;Shah Julia,V.B.,《数值计算的新方法》,SIAM Rev.,59,65-98(2017)·Zbl 1356.68030号
[43] Benet,L。;Sanders,D.P.,TaylorSeries.jl:Julia,J.Open Sour中一个和多个变量的泰勒展开。软质。,1043年4月(2019年)
[44] Zwamborn,P。;van den Berg,P.,求解散射问题的共轭梯度FFT方法的三维弱形式,IEEE Trans。Microw公司。理论技术,401757-1766(1992)
[45] Draine,B.T。;Flatau,P.J.,散射计算的离散偶极近似,J.Opt。《美国社会学杂志》,第11期,1491-1499页(1994年)
[46] 约翰逊,P.B。;Christy,R.W.,贵金属的光学常数,物理学。B版,第6页,第4370-4379页(1972年)
[47] 捷克斯洛伐克,K。;巴塔利诺,C。;McClanahan,C。;Iyer,K。;杨,P.-K。;Vuduc,R.W.,《三维FFT的通信复杂性及其对exascale的影响》(Banerjee,U.;Gallivan,K.A.;Bilardi,G.;Katevenis,M.,ICS(2012),ACM),205-214
[48] 雅维茨,L。;莫拉德,A。;Ginosar,R.,多核系统中通信和同步对Amdahl定律的影响,并行计算。,40, 1-16 (2014)
[49] 阿亚拉,A。;托莫夫,S。;罗,X。;Shaeik,H。;海达尔,A。;博西尔卡,G。;Dongarra,J.,多GPU MPI集体通信对大型FFT计算的影响,(2019 IEEE/ACM Exascale MPI研讨会(ExaMPI)(2019)),12-18
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