[发明专利]一种基于CUDA的稳态烯烃共聚快速序列分布计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于CUDA平台下的高分子共聚稳态过程中的快速序列分布计算技术方法。

背景技术

随机数生成器，是指的能够生成随机数的函数或者程序模块。在连续型随机变量的分布中，最简单而且最基本的分布是单位均匀分布，由该分布抽取的简单子样称为随机数序列，其中每一个个体称为随机数。独立性、均匀性是随机数必备的两个特点。包括蒙特卡罗计算方法在内的大多数算法都要求所采用的随机数序列服从均匀分布，即同一范围内的任一个数出现的概率相同。

蒙特卡罗方法，也称统计模拟方法，是二十世纪四十年代中期由于科学技术的发展和电子计算机的发明而被提出的一种以概率统计理论为指导的一类非常重要的数值计算方法。该方法使用随机数(或更常见的伪随机数)来解决很多计算问题，与它对应的是确定性算法。蒙特卡罗方法在化工领域已经得到认可和应用。在给定动力学机理的情况下，根据共聚系统稳态的各个状态值来计算出不同反应类型的概率；其次，设定的共聚体系中存在的分子链的数目，并进一步根据随机数生成器所生成的一系列随机数来重复的判定反应中各条链的反应情况，直到整个系统中的所有链都终止了为止。

统一计算设备架构(CUDA)，是显卡产商NVIDIA推出的运算平台，是一种通用并行计算架构。由于它包含了指令集架构以及并行计算引擎，因此能够解决很多复杂的计算问题，并且大幅度的缩短计算时间，计算效率得到明显的提升。序列分布，是指不同种类单体构成的序列在分子链中出现频率的一类分布。在高分子化学领域，聚合物的性能指标包括常见的熔融指数、平均分子量、分子量分布，然而在共聚体系中这些指标并不能完全的描述聚合物的性能，除了严格的交替共聚和嵌段共聚外，同一个大分子内各个单体的排列是不规则的，因此就存在着链段的序列分布。

发明内容

本发明的目的是针对稳态烯烃共聚体系中自由基聚合反应的应用场景，提供一种基于CUDA的稳态烯烃共聚快速序列分布计算方法。

本发明的技术方案如下：

基于CUDA的稳态烯烃共聚快速序列分布计算方法包括如下步骤：

a.读取稳态烯烃共聚体系的状态值，包括链增长、链转移、链终止反应的动力学常数以及各类单体、链转移剂、链终止剂的浓度；

b.计算蒙特卡罗方法所需要的各个概率值，包括以各类单体结尾的活性链发生链增长反应的概率P_i以及以各类单体结尾的活性链向各类单体链增长的概率P_ij，以各类单体结尾的活性链发生链增长反应的概率即将各类单体结尾的链增长化学反应速率乘以相应单体的浓度之后的加和，除以各类单体结尾的链增长、链转移、链终止化学反应速率乘以相应单体的浓度之后的加和，以各类单体结尾的活性链向各类单体链增长的概率即将向各类单体链增长化学反应速率乘以对应单体的浓度，除以各类单体结尾的链增长化学反应速率乘以相应单体的浓度之后的加和；以公式表示：

Pi=RpiRpi+Rti+Rdi]]>

Pij=kpij[j]Σmkpim[m]]]>