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龍圖騰網(wǎng)獲悉西北工業(yè)大學(xué)申請的專利一種用于計(jì)算流體力學(xué)仿真中的GPU計(jì)算方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN119271366B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202411204059.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F9/48；該發(fā)明授權(quán)一種用于計(jì)算流體力學(xué)仿真中的GPU計(jì)算方法是由劉冰;趙通;安健;朱韶華;何國強(qiáng);秦飛設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2024-08-30向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種用于計(jì)算流體力學(xué)仿真中的GPU計(jì)算方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供了一種用于計(jì)算流體力學(xué)仿真中的GPU計(jì)算方法，包括搭建基于CPUGPU異構(gòu)系統(tǒng)的混合編程框架；建立OpenFOAM?GPU數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；將化學(xué)計(jì)算遷移到GPU上；將熱物理量計(jì)算任務(wù)從CPU遷移到GPU執(zhí)行；改進(jìn)內(nèi)存拷貝邏輯，減少在計(jì)算過程中GPU內(nèi)存與CPU之間的數(shù)據(jù)交換頻率；將原本在CPU上使用的二維數(shù)組結(jié)構(gòu)重構(gòu)為適合GPU并行計(jì)算的一維數(shù)組結(jié)構(gòu)；解決了由于CPU與GPU之間的數(shù)據(jù)通信問題，并行效率不高，導(dǎo)致數(shù)值模擬方法需要消耗大量計(jì)算資源的問題，減少了CPU與GPU之間的通信次數(shù)，降低了通信成本，提升了并行計(jì)算的效率和數(shù)據(jù)吞吐量。

本發(fā)明授權(quán)一種用于計(jì)算流體力學(xué)仿真中的GPU計(jì)算方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種用于計(jì)算流體力學(xué)仿真中的GPU計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟： （1）搭建基于CPUGPU異構(gòu)系統(tǒng)的混合編程框架； （2）基于OpenFOAM開源計(jì)算框架，建立OpenFOAM-GPU數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； （3）將化學(xué)計(jì)算遷移到GPU上； （4）將熱物理量計(jì)算任務(wù)從CPU遷移到GPU執(zhí)行，并采用并行計(jì)算策略； （5）改進(jìn)內(nèi)存拷貝邏輯，減少在計(jì)算過程中GPU內(nèi)存與CPU之間的數(shù)據(jù)交換頻率； （6）將原本在CPU上使用的二維數(shù)組結(jié)構(gòu)重構(gòu)為適合GPU并行計(jì)算的一維數(shù)組結(jié)構(gòu)； 其中，所述步驟（1）中，所述搭建基于CPUGPU異構(gòu)系統(tǒng)的混合編程框架，包括利用NVIDIA提供的CUDA版本的基本線性代數(shù)子程序庫的CUBLAS和CUSPARSE函數(shù)庫對線性代數(shù)運(yùn)算進(jìn)行優(yōu)化，使用CULATools和MAGMA進(jìn)行矩陣的分解，以及通過Thrust并行算法庫進(jìn)行編程，建立CPUGPU異構(gòu)系統(tǒng)的混合編程框架； 所述步驟（2）中，所述基于OpenFOAM開源計(jì)算框架，建立OpenFOAM-GPU數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括基于OpenFOAM原生的類進(jìn)行針對GPU的重寫，結(jié)合步驟（1）搭建的CPUGPU異構(gòu)系統(tǒng)的混合編程框架，使得GPU具備滿足OpenFOAM計(jì)算要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并能對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯、計(jì)算操作； 所述步驟（3）中，化學(xué)計(jì)算包括以熱學(xué)相關(guān)為基礎(chǔ)的化學(xué)反應(yīng)相關(guān)類數(shù)據(jù)計(jì)算；具體地：所述將化學(xué)計(jì)算遷移到GPU上，包括在OpenFOAM原有的chemistryModel類上進(jìn)行計(jì)算化學(xué)源項(xiàng)、反應(yīng)速率參數(shù)的優(yōu)化，對化學(xué)反應(yīng)源項(xiàng)的求解以及壓強(qiáng)P、溫度T、密度rho參數(shù)并行化重構(gòu)； 所述步驟（4）中，將熱物理量計(jì)算任務(wù)從CPU遷移到GPU執(zhí)行，并采用并行計(jì)算策略包括：首先將相關(guān)物理量字段存儲于GPU內(nèi)存，然后利用thrust庫的并行算法，將計(jì)算任務(wù)分配至多個GPU線程，最后通過transform函數(shù)、make_zip_iterator和counting_iterator實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格數(shù)據(jù)點(diǎn)的并行處理； 所述步驟（5）中，改進(jìn)內(nèi)存拷貝邏輯包括：在計(jì)算前，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一拷貝到CPU內(nèi)存中，計(jì)算完成后再統(tǒng)一拷貝回GPU內(nèi)存； 所述步驟（6）中，所述將原本在CPU上使用的二維數(shù)組結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為適合GPU并行計(jì)算的一維數(shù)組結(jié)構(gòu)，包括利用labelgpuList存儲轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從單元格到點(diǎn)的字段插值的并行計(jì)算。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人西北工業(yè)大學(xué)，其通訊地址為：710072 陜西省西安市友誼西路127號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。