Применение технологии NVIDIA CUDA для численного моделирования распространения электромагнитных импульсов

  • И.П. Молостов Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск, Россия)
  • В.В. Щербинин Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск, Россия)
Ключевые слова: распространение электромагнитных импульсов, вычисления общего назначения на графических процессорах

Аннотация

Рассмотрено численное решение задачи распространения электромагнитного импульса в двумерной прямоугольной области, ограниченной идеально проводящими стенками, содержащей идеально проводящий объект произвольной формы. Вычислительный алгоритм реализован на основе метода конечных разностей во временной области с использованием программно-аппаратной технологии NVIDIA CUDA. Исследованы особенности реализации метода конечных разностей для расчетов на графическом процессоре, в частности рассмотрен способ организации хранения в видеопамяти массивов значений компонент поля в точках дискретизированного пространства. Представлены численные результаты моделирования рассеяния импульса с плоским фронтом в квадратной области, содержащей цилиндрический объект. Проведен сравнительный анализ производительности разработанного алгоритма при выполнении на центральном и графическом процессорах. Показано, что для данного алгоритма применение вычислений на графических процессорах обеспечивает существенный прирост производительности.

DOI 10.14258/izvasu(2015)1.1-06

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

И.П. Молостов, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск, Россия)
В.В. Щербинин, Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (Красноярск, Россия)

Литература

Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. - М., 1967.

Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики - М., 1977.

Поттер Д. Вычислительные методы в физике - М., 1975.

Albani M., Bernardi P.A. A Numerical Method Based on the Discretization of Maxwell Equations in Integral Form // Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on. - l974. - V.22, №4.

Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике - М., 1975.

Ong C.Y. et al. Speed it up // Microwave Magazine., IEEE. - 2010. - V.ll, №2.

Yee K. Numerical solution of initial boundary value problem involving Maxwell’s equations in isotropic media // Trans. Antennas Propagat., IEEE. - 1966. - V.14, №2.

Как цитировать
Молостов, И., & Щербинин, В. (1). Применение технологии NVIDIA CUDA для численного моделирования распространения электромагнитных импульсов. Известия Алтайского государственного университета, (1/1(85). https://doi.org/10.14258/izvasu(2015)1.1-06