基于GPU的分层媒质格林函数快速计算方法和装置制造方法及图纸

技术编号:41453000 阅读:24 留言:0更新日期:2024-05-28 20:41
本申请提出了一种基于GPU的分层媒质格林函数快速计算方法和装置,涉及计算电磁学技术领域,该方法包括:初始化GPU的三维网格和每个线程块的线程数;使用初始化后的GPU中包含的多个参数点、多个空间点的索莫菲积分(Sommerfeld Integral,SI)的计算任务填充矩阵,将SI的数值积分推广为矩阵乘积,并将矩阵的项的计算任务均匀分配到各个线程块中并行执行,一次得到多个参数点、多个空间点的SI计算结果,其中,SI计算结果包括SI头部积分结果和尾部积分结果,在每个线程块中的计算过程包括:利用CUDA矩阵运算单元Tensor Core执行矩阵乘积,计算头部和尾部的分段积分,并在尾部积分计算时,对分段积分结果采用Euler变换加速收敛。采用上述方案的本申请实现了分层媒质格林函数的快速计算。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及计算电磁学,尤其涉及基于gpu的分层媒质格林函数快速计算方法和装置。


技术介绍

1、平面分层媒质中的积分方程法是计算电磁学中最成功的模型之一,已广泛应用于微带、射频电路和芯片的分析。采用矩量法求解分层媒质中的目标电磁响应的难点主要是格林函数的快速计算。不同于自由空间,分层媒质中格林函数不能被解析的写出,需要通过索莫菲积分(sommerfeld integral ,si)的计算将谱域格林函数转为空域格林函数。然而被积函数中贝塞尔(bessel)函数的高震荡和缓慢衰减性以及积分核本身包含奇异性使得其计算非常困难,其计算效率直接影响了矩量法矩阵方程的填充时间。因此,高效求解sommerfeld积分是加快平面分层媒质电磁仿真的关键。

2、sommerfeld积分广泛的应用场景不断吸引着研究人员的关注,目前有许多的方法能够加速索莫菲积分计算。这些方法通常可以分为两类:闭式近似方法和数值积分方法。

3、闭式近似方法计算sommerfeld积分实现方案:

4、(1)对谱域格林函数进行拟合;

5、(2)通过积分恒等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于GPU的分层媒质格林函数快速计算方法,其特征在于,所述方法应用于平面分层媒质中射频集成电路或器件的电磁仿真,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的基于GPU的分层媒质格林函数快速计算方法,其特征在于,所述使用初始化后的GPU中包含的多个参数点、多个空间点的SI的计算任务填充矩阵,将SI的数值积分推广为矩阵乘积,包括:

3.如权利要求2所述的基于GPU的分层媒质格林函数快速计算方法,其特征在于,所述矩阵乘积为,,所述第一矩阵为矩阵,所述第一矩阵由M个参数点和K个积分采样点的谱域格林函数组成,所述第二矩阵的项由贝塞尔函数和积分权重系数的乘积的计算结...

【技术特征摘要】

1.一种基于gpu的分层媒质格林函数快速计算方法,其特征在于,所述方法应用于平面分层媒质中射频集成电路或器件的电磁仿真,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的基于gpu的分层媒质格林函数快速计算方法,其特征在于,所述使用初始化后的gpu中包含的多个参数点、多个空间点的si的计算任务填充矩阵,将si的数值积分推广为矩阵乘积,包括:

3.如权利要求2所述的基于gpu的分层媒质格林函数快速计算方法,其特征在于,所述矩阵乘积为,,所述第一矩阵为矩阵,所述第一矩阵由m个参数点和k个积分采样点的谱域格林函数组成,所述第二矩阵的项由贝塞尔函数和积分权重系数的乘积的计算结果组成。

4.如权利要求1所述的基于gpu的分层媒质格林函数快速计算方法,其特征在于,索莫菲积分包括头部积分和尾部积分,所述头部积分和尾部积分均为分段积分,所述头部积分表示为:

5.如权利要求1所述的基于gpu的分层媒质格林函数快速计算方法,其特征在于,通过公式推导简化euler外推方法的实现方法,在计算时第k次递归后的si尾部积分表示为:

6.一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴比翼袁馨闫超泽杨明林盛新庆
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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