Effiziente numerische Feldsimulationen im Webbrowser durch hardwarenahe Implementierung auf der Grafikkarte

Abstract

In der heutigen Zeit sind numerische Feldsimulationen aus der Forschung und der Entwicklung komplexer elektronischer Geräte nicht mehr wegzudenken. Dennoch können sie bereits für vermeintlich einfache Probleme hinsichtlich der Rechenleistung und –dauer sehr aufwendig werden, was die Bereitstellung leistungsfähiger Rechentechnik notwendig macht. Des Weiteren sind kommerzielle Tools häufig sehr teuer und somit für Lehrzwecke, Privatpersonen oder Bildungseinrichtungen kaum zugänglich. In dieser Arbeit wird ein Ansatz präsentiert, der es ermöglicht Feldsimulationen im Webbrowser durchzuführen. Die Berechnung erfolgt lokal durch die Ausnutzung der Grafikkarte. Am Beispiel der Finite-Differenzen-Methode werden dabei die wesentlichen Schritte zur Umsetzung erläutert. Abschließend wird der implementierte Algorithmus mit kommerzieller Simulationssoftware verglichen.