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龙图腾网获悉电子科技大学申请的专利一种基于GPU并行处理的动态负载均衡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：CN119806813B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23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：202411848567.4，技术领域涉及：G06F9/50；该发明授权一种基于GPU并行处理的动态负载均衡方法是由郭胜龙;刘晓倩;金晓林;黄桃;蔡文劲设计研发完成，并于2024-12-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于GPU并行处理的动态负载均衡方法在说明书摘要公布了：本发明属于高功率微波防护领域，具体涉及一种基于GPU并行处理的动态负载均衡方法。本发明通过实时调整GPU线程块与计算网格之间的映射关系，提出了一种动态负载均衡算法，有效应对MCC模拟中粒子分布高度不均匀的问题。该方法通过评估各线程块所负责的粒子数量，动态分配计算资源，确保每个线程块处理的粒子数量尽可能均衡，避免线程块过载或线程块闲置导致的计算资源浪费。针对电离碰撞过程中粒子数量和分布的不断变化，本发明每隔一段时间Ttime动态调整线程块分配策略，能够始终保持计算负载的均衡分配，从而显著提高GPU并行效率和整体性能。解决了现有MCC模拟电离碰撞计算效率低的问题。

本发明授权一种基于GPU并行处理的动态负载均衡方法在权利要求书中公布了：1.一种基于GPU并行处理的动态负载均衡方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、模拟区域划分； 将模拟区域划分划分为N个子区域，每个子区域由若干连续的网格组成，网格的集合定义为线程块网格集合，记为Gi，其中i是线程块的索引，N与线程块总数一致；i＝0,1,2,…,N-1； 设模拟区域包含的网格总数为M＝Nx×Ny×Nz，Nx、Ny和Nz分别依次对应为x、y和z方向上的网格数量；则每个子区域平均分配的网格数量表示为MN； 每个网格包含的粒子计数数组S由模拟初始条件和粒子分布函数决定，粒子数量会随着模拟过程动态变化；为每个子区域分配一个线程块，每个线程块负责其分配的子区域内所有网格及其粒子的碰撞任务；定义一个全局粒子数组用于存储当前所有粒子的信息； 步骤2、线程块到网格的初始映射； 遍历所有粒子，依据粒子在三维空间中的位置确定其所属网格的索引，统计每个网格中的粒子数，得到粒子计数数组S； 基于粒子计数数组S，计算每个网格中粒子在全局粒子数组中的起始偏移量O，该过程通过累加前一个网格的起始偏移量和网格内的粒子数量实现，具体表示为： 其中j为网格索引，取值范围为j＝0,1,2,…,M-1；Sj表示第j个网格中的粒子数量，Oj表示第j个网格在全局粒子数组中的起始偏移量； 步骤3、动态负载均衡调整； 统计所有线程块需处理的总粒子数T，根据总线程块个数N计算出每个线程块的目标粒子数Pexp，具体表示为： 该目标粒子数表示在理想负载均衡情况下，每个线程块应处理的期望粒子数； 遍历每个线程块，累计其负责的所有网格内的粒子数量C： Ci＝∑Sj3 其中，Ci为第i个线程块负责的粒子总数；将Ci与目标粒子数Pexp进行比较： 当Ci＞Pexp时，逐步减少其负责的网格数量，直至满足Ci≤Pexp时停止； 当Ci＜Pexp时，逐步增加其负责的网格数量，直至满足Ci≥Pexp时停止； 更新每个线程块Ci； 步骤4、碰撞检测与执行； 基于调整后的线程块与网格映射关系，每个线程块并行处理其负责的网格范围内的所有粒子；为每个粒子分配一个独立的线程，根据其能量计算对应的碰撞截面，并确定其碰撞概率，然后与随机数进行比较以判断是否发生电离碰撞； 若发生电离碰撞时，则生成一个新电子和一个新离子，并使用共享内存缓存新生成的粒子；当线程块中的所有线程处理完后，将共享内存中新生成的粒子数据并行写入到全局粒子数组； 步骤5、循环执行步骤2到步骤4，直至稳态；然后将粒子数据从GPU端复制回主机端，并释放分配的内存，完成整个模拟求解过程。

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