cuda - CUDA 中用于电磁学的 3D 有限差分时域 (FDTD)

Question

我看到了 CUDA-SDK 中提供的 FDTD3D 示例，但没有关于它的文档。有人尝试修改它以计算麦克斯韦方程组的解还是最好从头开始编写所有内容？

Answer 1

这是此处提供的较晚答案，用于从未回答列表中删除此问题。

正如 OP 所提到的，CUDA-SDK 提供了一个 3D 有限差分时域 (FDTD) 求解器，并且在论文中提供了该求解器的描述

P. Micikevicius, "3D Finite Difference Computation on GPUs using CUDA"

该代码已针对 Tesla 卡进行了优化，并使用共享内存来加载 3D 计算域的切片，以实现快速模板评估(减少读取冗余)。该代码不适用于电磁应用，因为更新规则如下:



但它可以很容易地扩展到电磁学。在这方面为电磁学实现 3D FDTD 代码并特别注意模板计算的效率的一个很好的引用如下:

V. Demir, A.Z. Elsherbeni, "Compute Unified Device Architecture (CUDA) Based Finite-Difference Time-Domain (FDTD) Implementation", Appl. Comput. Electromagn. Soc. J., vol. 25, n. 4, pp. 303-314, Apr. 2010

它还提供了关于有效模板计算的深入讨论。电磁场是矢量场，在这种情况下，上述更新方程由电场和磁场三个分量的六个方程代替。例如，x 的更新方程- 磁场的分量是



最后，应该提到 CUDA 中 3D FDTD 的另一个讨论来源是 Parallel ForAll 博客，请参阅

Finite Difference Methods in CUDA C/C++, Part 1

和

Finite Difference Methods in CUDA C++, Part 2

附言此答案中出现的公式是使用 mimetex 生成的.