| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 序言 | 第9-12页 |
| 1 引言 | 第12-17页 |
| 1.1 光子晶体带隙计算的一般方法 | 第12-14页 |
| 1.2 基于GPU的通用计算架构 | 第14-16页 |
| 1.3 本文的主要工作 | 第16-17页 |
| 2 基于FDTD算法的光子晶体理论分析 | 第17-30页 |
| 2.1 光子晶体基础理论 | 第17-21页 |
| 2.1.1 光子晶体概述 | 第17-18页 |
| 2.1.2 固体物理学基础与光子晶体特性 | 第18-20页 |
| 2.1.3 光子晶体的应用 | 第20-21页 |
| 2.2 FDTD算法基础 | 第21-29页 |
| 2.2.1 FDTD算法基本方程 | 第22-26页 |
| 2.2.2 数值稳定性 | 第26-27页 |
| 2.2.3 边界条件 | 第27-29页 |
| 2.3 本章小结 | 第29-30页 |
| 3 GPU结构和CUDA编程架构 | 第30-36页 |
| 3.1 基于GPU的CUDA架构 | 第30-31页 |
| 3.2 CUDA软件编程架构 | 第31-35页 |
| 3.2.1 主机、设备及内核函数 | 第31-32页 |
| 3.2.2 线程层次与内存层次 | 第32-34页 |
| 3.2.3 硬件映射 | 第34-35页 |
| 3.3 本章小结 | 第35-36页 |
| 4 GPU编程在光子晶体能带的FDTD计算中的应用 | 第36-56页 |
| 4.1 二维光子晶体格点分布与CUDA线程的映射 | 第36-40页 |
| 4.1.1 二维光子晶体带隙计算的FDTD算法公式推导 | 第36-39页 |
| 4.1.2 空间格点与线程映射 | 第39-40页 |
| 4.2 串行和并行FDTD算法流程图 | 第40-42页 |
| 4.3 算法的具体编程实现 | 第42-44页 |
| 4.3.1 创建~*.cuf格式工程项目 | 第42页 |
| 4.3.2 CPU端参数初始化、内存和显存分配空间 | 第42-43页 |
| 4.3.3 单波矢条件下迭代时间计时 | 第43页 |
| 4.3.4 GPU内核函数调用 | 第43-44页 |
| 4.3.5 场值后处理,本征频率计算 | 第44页 |
| 4.4 计算结果的对比和分析 | 第44-47页 |
| 4.5 一维光子晶体带隙GPU加速算例 | 第47-51页 |
| 4.6 二维六角光子晶体带隙GPU加速算例 | 第51-55页 |
| 4.7 本章小结 | 第55-56页 |
| 5 结论 | 第56-57页 |
| 参考文献 | 第57-59页 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第59-61页 |
| 学位论文数据集 | 第61页 |
