科创中国
适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-12-01 13:20:36
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”大地感知与智慧控灾技术产业科技服务团| 朱鸿鹄 | 2023-12-04 22:06:33
适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法,包括步骤:(1)建立邻近颗粒矩阵和颗粒离散元堆积模型;将颗粒由1到m编号，将可能与颗粒接触的邻近颗粒编号存储在邻近颗粒矩阵Pn的相应行中,行长度差异用m+1虚颗粒编号填充:(2)实现纯矩阵迭代计算颗粒受力;基于邻近颗粒矩阵，将邻近颗粒坐标和属性转化成与邻近颗粒矩阵对应的m*n矩阵形式。在离散元迭代运算中，通过矩阵计算得到颗粒初步受力矩阵Fno(矩阵大小m*n)。(3)使用接触关系矩阵对受力计算结果进行过滤，完成迭代计算。根据受力等因素计算接触关系布尔矩阵Bc,利用Bc筛选出Fno中的实际受力单元，得到颗粒实际受力矩阵Fn，计算合力并完成颗粒运动模拟。
为了克服离散元法存在的计算量大,计算效率低的问题。本发明目的是,提出一种适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法。通过建立特定的邻近颗粒矩阵,实现纯矩阵的GPU运算。该方法全部计算均可通过矩阵运算实现,能有效地提高离散元法的计算效率,实现大规模的颗粒离散元模拟,并且可进一步用于超大规模颗粒离散元并行计算,实现复杂岩土工程问题的快速模拟。
本项目研究的适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法，可克服离散元法计算量大,计算效率低的问题，未来可凭借其高效的计算效率，广泛推广并运用于复杂的岩土工程问题中
专利权人 南京大学
地址 210046 江苏省南京市栖霞区仙林大道163号
发明人 刘春 施斌 王宝军索文斌 顾凯 吴静红
开展适用于GPU纯矩阵运算的快速离散元数值计算方法研究，并在岩土体工程领域进行广泛的推广可有效提高岩土体工程中变形破坏的预测准确度，进一步保障岩土体工程的安全性，具有良好的社会经济效应。
通过签订专有技术实施许可合同将该专利使用权授予华为技术有限公司。
下载app