| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| CONTRIBUCIÓN A LA MEJORA DE LOS MÉTODOS DE COMPUTACIÓN ELECTROMAGNÉTICA DE ALTA FRECUENCIA | | Autor/a | Cabornero Pascual, David | | Departamento | Ciencias de la Computación | | Director/a | Lozano Plata, Lorena | | Codirector/a | González Diego, Iván | | Fecha de defensa | 27-01-2026 | | Calificación | Sobresaliente | | Programa | Ingeniería de la Información y del Conocimiento (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | En esta tesis se presentan mejoras orientadas a la aceleración de métodos electromagnéticos asintóticos de alta frecuencia. Aunque estos métodos se emplean como alternativa a los rigurosos cuando la complejidad computacional impide su aplicación directa, su ejecución sigue requiriendo sistemas de cómputo de altas prestaciones. El objetivo principal de este trabajo es reducir el consumo de recursos computacionales de los métodos asintóticos sin incrementar el tiempo de ejecución, utilizando como modelo geométrico mallas de geometrías basadas en facetas planas.
Para ello, se ha utilizado un gestor de base de datos relacionales que admita datos geoespaciales. Esta tecnología resulta especialmente adecuada para caso que se trata, ya que se deben gestionar grandes volúmenes de datos geométricos intermedios en los métodos de alta frecuencia que emplean millones de facetas planas.
Mediante esta tecnología se han implementado versiones alternativas de los siguientes métodos asintóticos:
- Teoría Geométrica de la Difracción (GTD). Se ha implementado una versión alternativa del trazador de rayos basado en el Método de las Imágenes. En él, se ha sustituido el Angular Z-Buffer (AZB) como método de aceleración por índices espaciales basados en Árboles de Búsqueda Generalizada (GiST), modificados para resolver eficientemente el problema rayo-faceta.
- Óptica Física (PO). De nuevo, se ha sustituido el trazador de rayos con AZB por uno que implementa índices GiST para acelerar las fases previas al cálculo integral final (realizadas mediante Óptica Geométrica). Además, se ha acelerado el cálculo integral de casos cercanos en frecuencia o ángulo (típico para el cálculo de ISAR) mediante interpolación.
Además de las mejoras en rendimiento, se proponen dos alternativas al uso de la Óptica Geométrica para el cálculo de rebotes previos: la aplicación directa de PO en regiones próximas a la reflexión especular mediante cálculo integral, y el uso del Teorema de Reciprocidad para incorporar GTD en dichos efectos.
Los resultados obtenidos muestran una reducción significativa en el uso de memoria (de hasta un orden de magnitud), consiguiendo que los problemas que solo podían resolverse en computadores especializados puedan resolverse también en ordenadores de prestaciones intermedias. Además, tras analizar el tiempo de ejecución se experimenta una reducción en la mayoría de casos, exceptuando aquellos que utilizan múltiples efectos con GO en el caso de la Física Óptica.
Respecto a las nuevas formulaciones para los efectos previos en PO, se ha mitigado el problema de sobrestimación del campo en subdominios alejados, característico de GO. No obstante, esta mejora conlleva un incremento en el coste computacional respecto a la formulación original. |
|
