中国科学院近代物理研究所;先进能源科学与技术广东省实验室杨磊获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院近代物理研究所;先进能源科学与技术广东省实验室申请的专利一种基于GPU的多相场模型并行计算系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116051358B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310155752.4,技术领域涉及:G06T1/20;该发明授权一种基于GPU的多相场模型并行计算系统及方法是由杨磊;王苍龙;刘懿文;舒亚锋;高梓豪;祁美玲设计研发完成,并于2023-02-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于GPU的多相场模型并行计算系统及方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于GPU的多相场模型并行计算系统及方法,包括CPU和GPU;GPU内设置有:线程调度模块,用于计算各核模块的线程网格大小,分配各核模块的线程;若干核模块,用于按照顺序并行执行对应线程的多相场模型的相场计算和溶质场计算任务;判断模块,用于判断各核模块的计算结果是否满足输出条件;本地存储器,用于存储对应核模块使用的局部变量;全局存储器,用于存储GPU计算使用的变量;CPU内设置有:内存分配模块,用于在GPU上分配计算过程中用于存储数据的内存;参数设置模块,用于设置内核参数和最大计算步数;控制模块,用于控制各核模块启动;主存储器,用于存储各所述核模块的计算结果,本发明可以广泛应用于多相场模型模拟仿真技术领域中。
本发明授权一种基于GPU的多相场模型并行计算系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于GPU的多相场模型并行计算方法,其特征在于,包括: CPU初始化多相场模型的多相场和溶质场,设定计算域的初始值; CPU创建内存对象,分配内存空间,并在GPU上分配计算过程中用于存储数据的内存空间; CPU设置内核参数和最大计算步数,并将内存空间中的初始化数据复制到GPU的内存空间中; CPU控制GPU的各核模块启动,GPU的各核模块执行对应的核函数,并根据计算域的初始值,按照顺序并行执行对应线程的多相场模型的相场计算和溶质场计算任务; GPU完成一次计算后,判断各核模块的计算结果是否满足预先设定的输出条件且达到最大计算步数,若不满足,则各核模块继续进行下一轮的迭代运算;若满足,则将当前计算结果发送至CPU; CPU分别释放CPU和GPU的内存空间; 所述CPU初始化多相场模型的多相场和溶质场,设定计算域的初始值,包括: CPU设定多相场模型模拟的计算域的大小; CPU设定使用到的变量参数; CPU对计算域中的多个晶粒的初始生长位置以及初始生长形状进行定义; CPU设定多晶粒计算区域的边界上施加无通量边界条件,并选择扩散界面厚度; 所述CPU控制GPU的各核模块启动,GPU的各核模块执行对应的核函数,按照顺序并行执行对应线程的多相场模型的相场计算和溶质场计算任务,包括: CPU依次启动GPU的若干核模块,GPU的各核模块按照顺序执行对应的核函数; CPU启动每一核模块时,在每一启动语句下面均采用cudaDeviceSynchronize同步函数; GPU的各核模块根据计算域的初始值,按照顺序并行执行对应线程的多相场模型的相场计算和溶质场计算任务; 所述GPU的各核模块根据计算域的初始值,按照顺序并行执行对应线程的多相场模型的相场计算和溶质场计算任务,包括: 采用lapalacian九点差分式,计算多相场模型的各相中各个线程网格的值、各向异性和主方程; 求导计算多相场模型的各相的计算时间; 计算多相场模型的各相的反溶质陷落流; 采用5点Stencil计算方法,计算多相场模型的溶质场方程; 更新多相场模型的各相的边界数据、相场数据和溶质场数据。
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