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龙图腾网获悉重庆励颐拓软件有限公司申请的专利一种求解大规模各向异性结构响应的集群-CPU-GPU异构并行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：CN119598536B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31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：202411670236.6，技术领域涉及：G06F30/10；该发明授权一种求解大规模各向异性结构响应的集群-CPU-GPU异构并行方法是由刘建涛;彭一帆;熊晨曦;符美桐;禹慧丽;冯志强;曾庆强;李凤琴设计研发完成，并于2024-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种求解大规模各向异性结构响应的集群-CPU-GPU异构并行方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种求解大规模各向异性材料组成结构响应的集群‑CPU‑GPU异构并行方法，属高性能计算仿真技术领域。先是建立宏观、微观结构，对宏观模型划分有限元网格，用区域分解算法划分计算区域，通过OpenMP加速实现宏观模型单元刚度矩阵及位移计算。接着在宏观模型高斯点重构模型，借MPI技术分块，各进程用多线程算微观模型位移，并用OpenMP加速微观模型单元刚度矩阵计算，实现集群MPI并行计算。后处理时利用GPU多核优势算宏观模型应力应变实现可视化，达成跨尺度异构并行仿真。该方法结合相关算法，能高效利用资源解决模拟仿真问题，应用前景广。

本发明授权一种求解大规模各向异性结构响应的集群-CPU-GPU异构并行方法在权利要求书中公布了：1.一种求解大规模各向异性结构响应的集群-CPU-GPU异构并行方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、建立任意大规模的宏观几何模型和微观几何模型，对要分析的宏观和微观几何模型进行空间离散化，划分网格，生成需要的网格数据； S2、对宏观模型进行边界条件、约束、材料参数的设定，采用CPU多线程技术OpenMP并行计算宏观模型的单元刚度矩阵； S3、使用区域分解算法根据设定值对模型进行分区，将求解网格模型划分成多个计算的子区域同时使得每个分区携带自己的全部参数；根据分区信息在各个分区进行迭代并且求解完整模型的位移场，在求解过程中使用开源库STXXL将内存中的数据放置在硬盘中，实现内存使用的降低与硬盘数据的快速读取； S4、根据计算的位移结果，实现宏观模型每个单元各高斯点上的应变和应力的计算； S5、使用集群的多进程并行技术MPI，将宏观模型的单元均分至各进程，每个进程分别计算各自宏观模型单元各高斯点上微观模型的位移； S6、在每个进程下的宏观模型各单元的每个高斯点上重构模型，使用微观模型作为宏观模型的微观结构，使用高斯点上的应变计算该点上微观结构的位移边界条件； S7、在每个进程下采用CPU多线程技术OpenMP并行计算微观结构上每个单元的单元刚度矩阵，组装总体刚度矩阵并且求解位移场，根据位移结果计算微观模型每个单元各高斯点上的应变和应力； S8、在每个进程下，根据微观模型上各高斯点应力采用CPU多线程技术OpenMP并行求解整个微观模型的平均应力作为宏观模型单个单元单个高斯点上的平均应力，进而根据宏观模型单个单元四个高斯点上的平均应力计算该宏观模型单元的内力； S9、各进程完成进程内全部单元的内力计算，进程0收集宏观模型全部单元的内力的计算结果得到宏观模型的内力向量，根据内力向量计算宏观模型的位移； S10、使用宏观模型位移边界计算的位移与内力向量计算得到的位移判断残差进行迭代，判断收敛后得到宏观模型的位移结果； S11、通过GPU根据位移结果计算宏观模型的应力、应变，快速实现计算的后处理，实现各向异性材料组成结构的跨尺度异构并行算法。

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