基于GPU并行的一种快速常规态近场动力学算法

作     者：杨杨 苏梓鑫 

作者机构：深圳北理莫斯科大学 南方科技大学 

出 版 物：《计算力学学报》 (Chinese Journal of Computational Mechanics)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国自然面上基金(12272160) 深圳市稳定支持基金(No.20231129213819001)资助项目 

主　　题：常规态近场动力学 GPU并行 CUDA编程技术，加速比，单轴拉伸问题 

摘      要：本文利用 GPU 并行的 CUDA 编程技术，对近场动力学的并行求解方法展开了研究，计了一个成本低、性能高的近场动力学模拟框架PD-General。该分析框架能够以高效的计算速率，准确地模拟常规态近场动力学问题。相比串行程序和 OpenMP 并行程序，PD-General 分别取得了最大 800 倍和最大 100 倍的加速比。在常规百万级别的粒子模拟中，执行 4000 步迭代，单精度下可以在 5分钟内完成计算，双精度下可以在 20 分钟内完成模拟。在最大规模的探索上，程序实现了在单精度下，基于常规态近场动力学解决 1000 步规模为 69，856，200 迭代的二维单轴拉伸问题的计算，仅需两分钟。