[发明专利]基于OpenCL的GPU加速三维时域有限差分电磁场仿真的方法

摘要

本发明提出一种基于OpenCL的GPU加速三维时域有限差分(FDTD)电磁场仿真的方法，应用于电磁场仿真分析领域，利用OpenCL简化FDTD方法对电磁场仿真的设计与实现。首先设置FDTD仿真参数并动态申请内存空间，构建三维的电磁模型并进行网格剖分，然后初始化OpenCL的计算参数，对三维电磁模型基于OpenCL进行FDTD加速仿真，最后用OpenCL标准库函数释放显存中存储的数据，释放CPU内存资源。本发明方法显著提升了FDTD电磁场仿真速度，与利用CPU计算相比速度提升可达5-10倍，且具有UPML吸收边界条件，可以模拟电磁波在自由空间的传播，使得FDTD电磁场仿真具有更广泛的实际应用。

主权项

一种基于OpenCL的GPU加速三维时域有限差分电磁场仿真的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1：设置FDTD仿真参数，为所述仿真参数动态申请内存空间；步骤2：构建三维的电磁模型，对该电磁模型进行网格剖分；步骤3：初始化OpenCL的计算参数，包括：获得FDTD仿真空间的大小、设置仿真所用处理器类型、创建上下文、获得工作组的维数及大小信息、创建指令序列及数据缓存区、装载FDTD加速程序文件、声明磁场仿真计算的内核函数以及电场仿真计算的内核函数；步骤4：基于OpenCL对三维电磁模型进行FDTD加速仿真；步骤5：释放显存中存储的数据；步骤6：仿真完成后，释放CPU内存资源；其中，OpenCL表示开放计算语言，GPU表示图形处理器，FDTD表示时域有限差分。