[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

摘要

本发明公开了一种基于CUDA平台下的应用在稳态烯烃共聚中的快速序列分布计算方法。本发明针对聚烯烃反应中的稳态过程，依靠聚合反应的动力学机理，以蒙特卡罗方法为基础，在统一计算设备架构（CUDA）平台下给出了求取共聚物序列分布的快速计算方法。该方法首先通过聚合反应的动力学机理等给出了蒙特卡罗方法中所需要的不同概率，通过在CUDA平台上并行的执行蒙特卡罗方法，最终得到所需要的序列分布。由于整个计算过程并行度较高，从而使得计算时间大幅度缩短，因此称为快速序列分布计算技术。

主权项

一种基于CUDA的稳态烯烃共聚快速序列分布计算方法，其特征在于包括如下步骤：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：$P_i=\frac{R_{\mathrm{pi}}}{R_{\mathrm{pi}}+R_{\mathrm{ti}}+R_{\mathrm{di}}}$$P_{\mathrm{ij}}=\frac{k_{\mathrm{pij}}\left[j\right]}{\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{k}_{\mathrm{pim}}\left[m\right]}$其中，R_pi表示聚合反应中以单体i结尾的活性链链增长速率；R_ti表示以单体i结尾的活性链链转移速率；R_di表示以单体i结尾的活性链链终止速率；[j]、[m]分别表示单体j、单体m的浓度；k_pij、k_pim分别表示以单体i结尾的活性链向单体j、单体m发生链增长的化学反应速率；c.将步骤b计算得到的概率值从CPU平台传递到CUDA平台上；d.在CUDA平台上开辟用于记录序列信息的存储空间以及数目等于模拟总链数的线程数；e.并行的执行所有线程，在每个线程里依靠步骤b中得到的概率，顺序地判断相应活性链是否发生链增长；若否，停止该线程的模拟计算并将得到的序列信息按线程编号在存储空间中进行存储；若是，则继续进行判断向哪一类单体进行链增长并记录对应的序列信息；f.重复步骤e，直到获得停止信息并退出；g.将记录的序列信息从CUDA平台传递到CPU平台上；h.统计所有的序列信息，得到所需要的序列分布。