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Resumen de Caracterización electromagnética de estructuras planares mediante la paralelización del Método de los Momentos

Francisco Cabrera Almeida Árbol académico

  • Se han caracterizado estructuras planares tales como: estructuras microtira, estructuras ranuradas y 3D planares con la aparición de las corrientes longitudinales mediante un análisis de onda completa a través de la Ecuación Integral de Campo Eléctrico (EFIE) y Magnético (MFIE) en el caso de las ranuradas. Estas ecuaciones son obtenidas imponiendo las condiciones de contorno sobre la interfase aire-dieléctrico y operando en el dominio frecuencial para calcular las funciones de Green. Al pasar al dominio espacial, las funciones de Green se transforman en Integrales de Sommerfeld que son calculadas y dispuestas en una biblioteca. La ecuación integral se transforma en una ecuación matricial aplicando el Método de los Momentos. Mediante un método de resolución de sistemas de ecuaciones lineales se calculan las incógnitas que son las densidades de corriente. Esta tesis, ha desarrollado la paralelización de este método haciendo un estudio de las dependencias existente en la versión secuencial. Una vez realizado el estudio, nos decantamos por la paralelización del cálculo de coeficientes y el de la resolución del sistema. En el caso del cálculo de coeficientes el problema, la paralelización es sencilla puesto que no existe ninguna dependencia. Para la resolución del sistema, se ha usado la factorización LU con sustitución regresiva y se han implementado 5 versiones paralelas. Tres de ellas son versiones propias, en las que tras un análisis exhaustivo de las dependencias existentes. Tras una optimización del código realizado se optó por usar la biblioteca ScaLAPACK para usar la resolución del sistema de forma paralela. Los resultados de estas versiones han sido medidos en función de varias métricas tales como: tiempo, eficiencia y speedup parametrizando la distribución de datos y de procesos utilizada. Para ello se han realizado distribuciones unidimensionales y bidimensionales. Para conseguir unas mejores prestaciones también se ha elegido el tamaño del bloque que cada proceso ejecuta, dando una secuencia de ciclicidad. En todos los casos simulados se ha comprobado que el tamaño de 128 KBytes es el más idóneo para conseguir las mejores prestaciones. Con un tamaño máximo de 6.4E9 coeficientes, se ha conseguido un máximo de 176 GFlops/s en un array de 4x4 procesadores consiguiendo la escalabilidad del algoritmo.


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