[发明专利]基于GPU并行架构的束流轰击颗粒的能量沉积仿真方法

摘要

本公开提供了一种基于GPU并行架构对束流轰击颗粒后的能量沉积进行仿真的方法，包括：计算束流在轰击均匀物质后能量沉积的线功率密度；计算束流能量网格的每个能量子网格的体功率密度；线程并行计算各个计算子网格的位置坐标，确定各个计算子网格是否与颗粒发生作用，并修改标记数组中与发生作用的计算子网格对应的元素值；根据标记数组确定对应的局部偏移量；将第一计数器的计数值与局部偏移相加以获得读取束流能量网格的位置信息，并且仅在线程所对应的标记数组中的元素值指示了与颗粒发生作用时，根据位置信息读取束流能量网格上对应的能量子网格的体功率密度，利用体功率密度计算该能量子网格具有的能量，将该能量沉积在颗粒上。

主权项

1.一种基于图形处理单元GPU并行架构对束流轰击颗粒后的能量沉积进行仿真的方法，包括如下步骤：/na.初始化，包括：计算束流在轰击均匀物质后能量沉积的线功率密度并保存为线功率密度文件；设置包括多个能量子网格的束流能量网格；设置包括多个束流子通道和多个计算子网格的束流计算网格；分配多个GPU线程块，线程块的数量等于束流子通道的数量，每个线程块包括多个线程；设置第一计数器和第二计数器，第一和第二计数器的各个计数值分别指示对应束流子通道上的当前处理的能量子网格和计算子网格；以及为每个线程块分配一个标记数组；/nb.读取线功率密度文件，并根据每个能量子网格的大小计算每个能量子网格的体功率密度；/nc.所述多个线程块的所有线程执行并行处理，使得每个线程块中的多个线程并行计算对应的束流子通道中的各个计算子网格的位置坐标，根据所计算的位置坐标确定各个计算子网格是否与颗粒发生作用，并且对于发生作用的计算子网格，修改标记数组中与该计算子网格对应的元素值，以指示该计算子网格与颗粒发生作用；/nd.每个线程块中的多个线程根据标记数组确定对应的局部偏移量；/ne.每个线程块中的多个线程将第一计数器中的对应计数值与对应的局部偏移量相加以获得读取束流能量网格的位置信息，并且仅在线程所对应的标记数组中的元素值指示了与颗粒发生作用时，该线程才根据位置信息读取束流能量网格上对应的能量子网格的体功率密度，利用体功率密度计算该能量子网格具有的能量，将该能量沉积在颗粒上；以及/nf.更新第一和第二计数器的计数值，以针对后续的能量子网格和计算子网格，重复步骤c、d和e，直到第一计数器的计数值不小于能量子网格的数目或者第二计数器的计数值不小于对应束流子通道上的计算子网格的数目。/n