Революция в анализе радиационной стойкости с использованием GPU-ускорения в Ansys Charge Plus

Проектирование космического аппарата требует детального анализа воздействия высокоэнергетического космического излучения. Высокоэнергетические частицы могут проникать глубоко в электронные компоненты, вызывая электронные шумы, деградацию, сбои и отказы. Понимание и учет этих эффектов имеют решающее значение для снижения рисков до того, как космический аппарат выйдет на орбиту. До версии 2026 R1 пользователи Ansys Charge Plus уже имели доступ к нашему методу трассировки лучей с ускорением на графическом процессоре (GPU) и к нашему методу переноса частиц методом Монте-Карло (MC) на центральном процессоре (CPU), что обычно требовало доступа к высокопроизводительным вычислениям для сложных конструкций. Компания Electro Magnetic Applications, Inc. (EMA) совершает революцию в своем подходе к радиационной стойкости за счет ускорения переноса частиц методом Монте-Карло в Charge Plus с использованием возможностей NVIDIA RTX. Это новое решение обеспечивает ускорение моделирования в тысячи раз быстрее, чем на центральном процессоре. Хотя в отрасли доступны и другие подходы, такие как обратный метод Монте-Карло, ускорение с помощью графического процессора, обеспечиваемое EMA, трансформирует решение для моделирования методом Монте-Карло. Это ускорение позволяет пользователям моделировать целые системы, такие как печатные платы внутри целых тел спутников. Благодаря новому методу подсчета потоков вторичных частиц, в рабочем процессе анализа можно учитывать многомасштабные, высокосложные конструкции, что меняет подход к радиационной стойкости. Начиная с версии 2026 R1, решение MC GPU Charge Transport моделирует явную физику фотонов и электронов в симуляции, предоставляя подробные статистические отчеты о таких величинах, как доза, линейная передача энергии, длина трека и осаждение заряда. Мы сохранили те же физические ядра, что и в нашем коде для ЦП. Это ускорение времени моделирования позволяет разработчикам получать подробные результаты с использованием явного физического моделирования с ускоренным временем обработки на настольной рабочей станции, что позволяет быстро вносить изменения в конструкцию для защиты от опасного ионизирующего излучения. Транспорт протонов ожидается в версии 2027 R1, а интеграция с TD-FEM для электродинамики последует вскоре после этого. Это ускорение переноса частиц MC на GPU является уникальным и ранее не было реализовано в отрасли. В этом вебинаре рассматриваются предпосылки использования графического процессора для ускорения рабочих процессов, а затем проводится демонстрация возможностей в режиме реального времени, показывающая революционное ускорение рабочего процесса.