[发明专利]粒子输运区域分解并行计算的异步输运模拟方法和系统

权利要求书

1.一种粒子输运区域分解并行计算的异步输运模拟方法，其特征在于，包括：

主进程采用多剖分结点的剖分算法对组合几何的区域进行剖分，得到多个子区域；

主进程为各区域进程分配模拟的子区域和粒子源；

区域进程从所述粒子源中获取粒子，模拟粒子输运；

区域进程将运动到子区域边界的粒子发送给对应的另一区域进程，或者，接收其他区域进程发送来的粒子，并根据与其他区域进程之间发送或接收的粒子数量更新所述子区域的粒子迁移记录；

当子区域中没有待模拟的粒子时，区域进程将所述子区域的粒子迁移记录发送至主进程；

主进程接收各区域进程的粒子迁移记录并核对，判断是否结束模拟。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多剖分结点为从剖分根结点下的多个子结点中选择的多个剖分结点；主进程采用多剖分结点的剖分算法对组合几何的区域进行剖分，得到多个子区域，包括：

选择剖分根结点；

从选择的剖分根结点下的多个子结点中确定多个剖分结点；

通过包围盒方法从确定的多个剖分结点的子结点中进行剖分，生成多个子区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，剖分根结点的选择依据是：以剖分根结点为根结点的子树的结点总数高于整颗树结点总数第一设定比例；

且以剖分根结点的子结点为根结点的子树的结点总数低于整棵树结点总数第二定比例。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从选择的剖分根结点下的多个子结点中确定多个剖分结点的依据是：以剖分结点为根结点的子树的结点总数高于以剖分根结点为根结点的子树的结点总数第三设定比例；

且以剖分结点的子结点为根结点的子树的结点总数低于以剖分根结点为根结点的子树的结点总数第四定比例。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主进程是指定的一个区域进程，所述粒子迁移记录中包括所述区域进程发送给其他区域进程的粒子数和所述区域进程接收自其它区域进程的粒子数，其中，所述主进程接收各区域进程的粒子迁移记录并核对，判断是否结束模拟，具体包括：

主进程汇总各区域进程的粒子迁移记录，统计发送和接收的粒子总数；

当发送的粒子总数与接收的粒子总数相等时，发送结束标识至各区域进程。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述主进程根据各区域进程的粒子迁移记录，判断是否结束模拟，进一步包括：

主进程将接收到的粒子迁移记录合并，生成发送矩阵和接收矩阵，其中，所述发送矩阵和接收矩阵中的矩阵元是两个区域进程之间的粒子发送数量或粒子接收数量；

判断所述发送矩阵是否等于接收矩阵；

若是，则结束模拟，否则继续模拟，并等待接收新的粒子迁移记录。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当区域进程向另一区域进程发送粒子时，所述方法还包括：

将运动到对应的子区域边界的粒子存储至发送缓存区；

当所述发送缓存区中待发送给另一区域进程的粒子达到预设数量时，将所述发送缓存区中的粒子发送给对应的另一区域进程。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述发送缓存区中的粒子发送给对应的另一区域进程，具体包括：

向对应的另一区域进程发送准备信息，其中，准备信息中包括要发送的粒子个数；

接收所述对应的另一区域进程返回的确认信号，与其建立点对点通信；

将待发送的粒子的模拟信息发送到所述对应的另一区域进程。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当区域进程接收其它区域进程发送来的粒子时，所述方法还包括：

检测是否接收到准备信息；

若接收到，则根据准备信息中的粒子个数申请接收缓存空间；

回复确认信号，与所述其他区域进程建立点对点通信；

接收所述其他区域发送来的粒子的模拟信息，并保存在接收粒子库中。