基于GPU并行的一种快速常规态近场动力学算法

来源：计算力学学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：杨杨,苏梓鑫

单位：深圳北理莫斯科大学 材料科学系, 深圳 518172,南方科技大学 力学与航空航天系, 深圳 518055,南方科技大学 力学与航空航天系, 深圳 518055

摘要：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,设计了一个成本低、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。

关键词：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,

基金资助：国家自然科学基金面上项目(12272160);深圳市稳定支持基金(20231129213819001)资助项目.