Heterogénea aceleración de CPU-GPU en la submuestreo en el modelado FDTD del desglose de microondas
Autores: Feng, Jian; Song, Kaihong; Fang, Ming; Chen, Wei; Xie, Guoda; Huang, Zhixiang; Wu, Xianliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Heterogénea aceleración de CPU-GPU en la submuestreo en el modelado FDTD del desglose de microondas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Descomposición de microondas
Dispositivos de microondas de alta potencia
Ondas electromagnéticas
Formación de plasma
Esquema de dominio de tiempo de diferencia finita
Método de subcuadriculado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La ruptura de microondas es crucial para la transmisión de dispositivos de microondas de alta potencia (HPM), donde un número creciente de estudios ha analizado las complejas interacciones entre las ondas electromagnéticas y el plasma en evolución desde perspectivas teóricas y analíticas. En este documento, proponemos un esquema de dominio temporal de diferencias finitas (FDTD) para resolver numéricamente las ecuaciones de Maxwell, acopladas con una ecuación de plasma fluido para simular la formación de plasma durante la ruptura de aire de HPM. Se adopta un método de subrejilla para obtener resultados precisos con recursos computacionales más bajos. Además, el algoritmo de Maxwell-plasma tridimensional de subrejilla se acelera eficientemente utilizando una técnica de computación heterogénea basada en unidades de procesamiento gráfico (GPUs) y múltiples unidades de procesamiento central (CPUs), que puede aplicarse como un método eficiente para la investigación de los fenómenos de ruptura de aire de HPM.
Descripción
La ruptura de microondas es crucial para la transmisión de dispositivos de microondas de alta potencia (HPM), donde un número creciente de estudios ha analizado las complejas interacciones entre las ondas electromagnéticas y el plasma en evolución desde perspectivas teóricas y analíticas. En este documento, proponemos un esquema de dominio temporal de diferencias finitas (FDTD) para resolver numéricamente las ecuaciones de Maxwell, acopladas con una ecuación de plasma fluido para simular la formación de plasma durante la ruptura de aire de HPM. Se adopta un método de subrejilla para obtener resultados precisos con recursos computacionales más bajos. Además, el algoritmo de Maxwell-plasma tridimensional de subrejilla se acelera eficientemente utilizando una técnica de computación heterogénea basada en unidades de procesamiento gráfico (GPUs) y múltiples unidades de procesamiento central (CPUs), que puede aplicarse como un método eficiente para la investigación de los fenómenos de ruptura de aire de HPM.