北京科技大学胡长军获国家专利权
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龙图腾网获悉北京科技大学申请的专利基于国产CPU+DCU架构求解渗流方程的Hy-GA并行求解方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119416693B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411458842.1,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权基于国产CPU+DCU架构求解渗流方程的Hy-GA并行求解方法是由胡长军;刘逸辰;孟祥玲;何啸;李扬;陈丹丹设计研发完成,并于2024-10-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于国产CPU+DCU架构求解渗流方程的Hy-GA并行求解方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于国产CPU+DCU架构求解渗流方程的Hy‑GA并行求解方法,属于高性能计算技术领域;本发明基于国产CPU+DCU架构的计算优势,结合代数多重网格和几何多重网格的特点,设计适定型混合多重网格对渗流力学方程进行求解;本发明利用国产超算架构进行大规模并行计算,可以将模拟任务分解并行处理,允许使用更精细的网格划分和更复杂的物理模型,既提升了模拟结果的精度,又解决了传统计算资源不足导致的计算瓶颈问题。此外,本发明中使用的混合多重网格预条件,在构造粗网格层次使用几何多重网格聚集粗化法,而构造系数矩阵则基于代数信息的伽辽金算子;在尽量保持物理特性的同时,减少了构造系数矩阵的复杂性。
本发明授权基于国产CPU+DCU架构求解渗流方程的Hy-GA并行求解方法在权利要求书中公布了:1.基于国产CPU+DCU架构求解渗流方程的Hy-GA并行求解方法,其特征在于,基于国产CPU+DCU架构的计算优势,结合代数多重网格和几何多重网格的特点,设计适定型混合多重网格对渗流力学方程进行求解,具体包括以下内容: S1、初始化阶段:读取系数矩阵和向量数据,在CPU端对算法参数和网格层次结构进行初始化; S2、设置阶段:构造多重网格层次结构,将存储在内存中的数据通过CPU和DCU之间的内存拷贝函数Memcpy移动到DCU的显存中;该阶段中,所有计算操作均在DCU中完成;具体包括如下内容: S2.1、构造网格层次结构:利用几何多重网格的几何特性,使用光滑聚集法构造粗网格层次,记作共n层网格,其中Ω1为第一层为初始细网格; S2.2、构造转移算子:利用粗、细网格之间的几何关系构造插值算子,记作利用粗、细网格之间的代数特性构造限制算子,记作 S2.3、构造系数矩阵:利用代数多重网格的代数特性,基于伽辽金算子构造系数矩阵,记作 S3、求解阶段:利用S2中所构造的多重网格层次结构进行多重网格之间的迭代求解;在求解阶段,重复进行前光滑、残差限制、最粗网格层求解、插值校正、后光滑操作;具体包括如下内容: S3.1、获得初始解:构造初始方程AX=B,对初始方程进行迭代,得到初始解X0,同时计算所得残差r0=B-AX0,通过限制算子转移到Ω2粗层次中; S3.2、构造粗网格方程:粗网格上的系数矩阵记作据此公式推导出残差方程,具体公式表示为: 求出残量后,再通过限制算子转入到下一层网格中得到Ak+1ek+1=rk+1,直至Ωn最粗网格层; S3.3、粗网格校正:到达Ωn后,直接求解得到en,通过插值算子,插值回细网格,对初始解进行校正,具体公式表示为: S4、输出阶段:待求解阶段中迭代次数不小于预设的最大迭代次数或者当前残差小于预设的容差时,求解阶段结束,输出每层迭代信息和执行时间。
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