Modélisation de phénomènes électromagnétiques hyperfréquences sur calculateurs parallèles

Numerical modelization of microwave electromagnetic problems on parallel computers

• Auteur / Autrice : Christian Vollaire
• Direction : Laurent Nicolas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Génie électrique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône ; 1992-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maxwell, Équations de

Éléments finis, Méthode des

Électromagnétisme

Résumé

L'objectif de ce travail est le portage efficace, sur differents calculateurs paralleles, d'une formulation permettant la modelisation de phenomenes electromagnetiques hyperfrequences en regime harmonique et en espace libre. Cette demarche decoule du besoin accru de modeliser des dispositifs toujours plus grands et plus complexes qui ne peuvent etre resolus sur des calculateurs scalaires classiques. Les equations de maxwell en regime frequenciel sont discretisees en 3 dimensions par la methode des elements finis couplee a des conditions aux limites absorbantes. Les calculateurs paralleles qui servent de support a l'implantation de la formulation sont a memoire partagee ou distribuee. Le portage sur un cray c98 (memoire partagee) est faite a partir du code sequentiel. Le parallelisme est introduit par l'adjonction manuelle de directives interpretees a la compilation. Les resultats ainsi obtenus tendent a prouver que la parallelisation des algorithmes sequentiels est une granulite adaptee a ce type d'architecture. Neanmoins, le type de stockage du systeme matriciel est modifie afin d'accroitre les performances vectorielles. L'utilisation de calculateurs a memoire distribuee (ferme de stations, cray t3e) demande un modification complete des algorithmes de sorte a exploiter au mieux les ressources de ces calculateurs en distribuant le stockage de la matrice elements finis et en minimisant le nombre de passages de messages. L'experience acquise montre que le calcul parallele permet la modelisation de geometries realistes en 3d mais que l'utilisation de tels supports informatiques requiere une bonne adequation algorithmes - architecture cible. Des exemples de problemes de diffractions par des objets de grande taille sont exposes. Une application de cette methode aux problemes de guide d'ondes ouverts de forte puissance est egalement decrite. Le calcul du champ lointain calcule a partir du champ proche est en bon accord avec les resultats experimentaux.