Search
dr inż. Piotr Sypek
Employment
- Assistant professor at Department of Microwave and Antenna Engineering
Publications
Filters
total: 20
Catalog Publications
Year 2022
-
An MOR Algorithm Based on the Immittance Zero and Pole Eigenvectors for Fast FEM Simulations of Two-Port Microwave Structures
PublicationThe aim of this article is to present a novel model-order reduction (MOR) algorithm for fast finite-element frequency-domain simulations of microwave two-port structures. The projection basis used to construct the reduced-order model (ROM) comprises two sets: singular vectors and regular vectors. The first set is composed of the eigenvectors associated with the poles of the finite-element method (FEM) state-space system, while...
-
Electromagnetic Simulations with 3D FEM and Intel Optane Persistent Memory
PublicationAbstract—Intel Optane persistent memory has the potential to induce a change in how high-performance calculations requiring a large system memory capacity are conducted. This article presents what this change may look like in the case of factorization of large sparse matrices describing electromagnetic problems arising in the 3D FEM analysis of passive highfrequency components. In numerical tests, the Intel oneAPI MKL PARDISO was...
Year 2020
-
Residue-Pole Methods for Variability Analysis of S-parameters of Microwave Devices with 3D FEM and Mesh Deformation
PublicationThis paper presents a new approach for variability analysis of microwave devices with a high dimension of uncertain parameters. The proposed technique is based on modeling an approximation of system by its poles and residues using several modeling methods, including ordinary kriging, Adaptive Polynomial Chaos (APCE), and Support Vector Machine Regression (SVM). The computational cost is compared with the traditional Monte-Carlo...
-
Step on It Bringing Fullwave Finite-Element Microwave Filter Design up to Speed
PublicationThere are many steps in the design of a microwave filter: mathematically describing the filter characteristics, representing the circuit as a network of lumped elements or as a coupling matrix, implementing the distributed elements, finding the initial dimensions of the physical structure, and carrying out numerical tuning using electromagnetic (EM) simulators. The whole process is painstaking and time-consuming, and it requires...
Year 2017
-
Communication and Load Balancing Optimization for Finite Element Electromagnetic Simulations Using Multi-GPU Workstation
PublicationThis paper considers a method for accelerating finite-element simulations of electromagnetic problems on a workstation using graphics processing units (GPUs). The focus is on finite-element formulations using higher order elements and tetrahedral meshes that lead to sparse matrices too large to be dealt with on a typical workstation using direct methods. We discuss the problem of rapid matrix generation and assembly, as well as...
-
GPU-Accelerated LOBPCG Method with Inexact Null-Space Filtering for Solving Generalized Eigenvalue Problems in Computational Electromagnetics Analysis with Higher-Order FEM
PublicationThis paper presents a GPU-accelerated implementation of the Locally Optimal Block Preconditioned Conjugate Gradient (LOBPCG) method with an inexact nullspace filtering approach to find eigenvalues in electromagnetics analysis with higherorder FEM. The performance of the proposed approach is verified using the Kepler (Tesla K40c) graphics accelerator, and is compared to the performance of the implementation based on functions from...
Year 2014
-
GPU-Accelerated Finite-Element Matrix Generation for Lossless, Lossy, and Tensor Media [EM Programmer's Notebook]
PublicationThis paper presents an optimization approach for limiting memory requirements and enhancing the performance of GPU-accelerated finite-element matrix generation applied in the implementation of the higher-order finite-element method (FEM). It emphasizes the details of the implementation of the matrix-generation algorithm for the simulation of electromagnetic wave propagation in lossless, lossy, and tensor media. Moreover, the impact...
Year 2013
-
Generation of large finite-element matrices on multiple graphics processors
PublicationThis paper presents techniques for generating very large finite-element matrices on a multicore workstation equipped with several graphics processing units (GPUs). To overcome the low memory size limitation of the GPUs, and at the same time to accelerate the generation process, we propose to generate the large sparse linear systems arising in finite-element analysis in an iterative manner on several GPUs and to use the graphics...
Year 2012
-
Accuracy, Memory and Speed Strategies in GPU-based Finite-Element Matrix-Generation
PublicationThis paper presents strategies on how to optimize GPU-based finite-element matrix-generation that occurs in the finite-element method (FEM) using higher order curvilinear elements. The goal of the optimization is to increase the speed of evaluation and assembly of large finite-element matrices on a single GPU (Graphics Processing Unit) while maintaining the accuracy of numerical integration at the desired level. For this reason,...
-
Finite element matrix generation on a GPU
PublicationThis paper presents an efficient technique for fast generation of sparse systems of linear equations arising in computational electromagnetics in a finite element method using higher order elements. The proposed approach employs a graphics processing unit (GPU) for both numerical integration and matrix assembly. The performance results obtained on a test platform consisting of a Fermi GPU (1x Tesla C2075) and a CPU (2x twelve-core...
Year 2009
-
How to render FDTD computations more effective using agraphics accelerator.
PublicationGraphics processing units (GPUs) for years have been dedicated mostly to real time rendering. Recently leading GPU manufactures have extended their research area and decided to support also graphics computing. In this paper, we describe an impact of new GPU features on development process of an efficient finite difference time domain (FDTD) implementation.
Year 2008
-
Implementation of matrix-type FDTD algorithm on a graphics accelerator
PublicationArtykuł prezetuje implementację algorytmu FDTD w postaci macierzowej przeznaczonej dla kart graficznych. Wykazany został wzrost efektywności obliczeń numerycznych w odniesieniu do implementacji przeznaczonej dla procesora komputerowego.
-
Optimization of a FDTD code for graphical processing units
PublicationArtykuł prezetuje implementację algorytmu FDTD w postaci jawnej przeznaczonej dla kart graficznych. Wykazany został wzrost efektywności obliczeń numerycznych w odniesieniu do implementacji przeznaczonej dla procesora komputerowego.
Year 2006
-
Analysis of a high-quality photonic crystal resonator
PublicationArtykuł przedstawia kompleksową analizę rezonatora 2D o wysokiej dobroci uzyskanego dzięki zastosowaniu fotonicznych kryształów. Struktura rezonatora została zoptymalizowana w celu osiągnięcia maksymalnej dobroci. Analiza została wykonana przy pomocy metody FDTD z zaimplementowanymi makromodelami, a wyniki poddano następnie obróbce cyfrowej w oparciu o technikę GPOF. Taka kombinacja zastosowanych metod okazała się bardzo efektywna...
-
Model order reduction for subgridding in fdtd scheme
PublicationW artykule zaprezentowana została technika pozwalająca na uzyskanie wysokiej rozdzielczości w metodzie FDTD. Prezentowany algorytm jest połączeniem metod redukcji rzędu modelu i lokalnych zagęszczeń zaimplementowanych do FDTD. Pozwala to zmniejszyć liczbę użytych zmiennych stanu, a także skrócić krok czasowy, co skutkuje znacznie krótszym czasem symulacji, niż w przypadku klasycznej metody FDTD.
-
Object oriented grid computing for computational electromagnetics
PublicationArtykuł opisuje bibliotekę WiCommGrid napisaną w języku java, która realizuje ideę wymiany informacji pomiędzy węzłami środowiska rozproszonego z zastosowaniem programowania zorientowanego obiektowo. Biblioteka ta przystosowana jest do współdziałania z wieloma systemami operacyjnymi oraz z rożnym środowiskiem sprzętowym. Zbudowaną aplikację zastosowano do zrównoleglonych obliczeń rozkładu pola elektromagnetycznego w oparciu o algorytm...
Year 2005
-
Eigenvalue approach to synthesis of prototype filters with source/load coupling
PublicationArtykuł przedstawia nową, szybko zbieżną, technikę syntezy macierzy sprzężeń filtrów o charaktrystyce Czebyszewa. Synteza opiera się na zastosowaniu metody najmniejszych kwadratów w odniesieniu do wartości własnych macierzy sprzężeń oraz jej podmacierzy.
-
Makromodele w metodzie różnic skończonych.
PublicationPrzedstawiono nową technikę zwiększającą dokładność i szybkość pełnofalowej analizy złożonych struktur mikrofalowych wykorzystującą technikę redukcji rzędu modelu ang. Model Order Reduction (MOR) w połączeniu z metodami różnic skończonych (FDTD, FDFD). Zastosowanie wysokorozdzielczego algorytmu FDTD i FDFD zawierającego makromodele pozwala na dobre odwzorowanie zmienności pól elektromagnetycznych w całej dziedzinie obliczeniowej....
Year 2004
-
Advances in computational electrodynamics.
PublicationArtykuł prezentuje wybrane metody, które są rozwijane w Politechnice Gdańskiej, i które mogą być wykorzystane do przyspieszenia komputerowego projektowania układów mikrofalowych i analizy numerycznej układów niskiej i dużej częstotliwości. Przeprowadzono przegląd metod tworzenia układów zastępczych i ich wykorzystanie do automatycznego projektowania filtrów pasmowo-przepustowych. Przedstawiono różne podejścia reprezentacji pola...
-
Internet as a new platform for delivery of microwave CAD services.
PublicationZaprezentowano aplikację przeznaczoną do syntezy filtrów rezonatorowych, która jest realizacją nowego sposobu myślenia związanego z rewolucją usług internetowych, które charakteryzują się niskim kosztem tworzenia oraz szybką i bezpieczną dystrybucją. Opisano stworzoną wielowarstwową aplikację, która gwarantuje łatwy, bezpieczny oraz ograniczony dostęp do aplikacji dla szerokiego kręgu osób. Zawarto w niej algorytm szybkiej syntezy...
seen 1612 times