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龙图腾网获悉清华大学深圳国际研究生院申请的专利一种高效并行的PIC/MCC快速计算方法及系统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：CN121279056B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10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：202511822612.3，技术领域涉及：G06F30/25；该发明授权一种高效并行的PIC/MCC快速计算方法及系统是由张若兵;李澜;彭定远设计研发完成，并于2025-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高效并行的PIC/MCC快速计算方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种高效并行的PICMCC快速计算方法及系统。该方法将PICMCC计算流程划分为电荷分配、电场求解、粒子推进和碰撞处理四个模块，在GPU上以独立核函数并行执行。通过将所有仿真数据常驻GPU显存，采用结构化数组和行主序布局优化存储访问。在电荷分配中引入GPU原子操作保证数据一致性；在电场求解中根据维度选用并行算法加速泊松方程求解；在粒子推进中通过插值获取电场并更新粒子运动状态；在碰撞处理中采用蒙特卡洛方法并行判断碰撞类型。各模块间通过GPU事件机制实现同步控制，确保物理过程自洽。本发明突破了传统串行计算瓶颈，在保持计算精度的同时实现30倍以上的加速比，显著提升了等离子体数值仿真的效率和可扩展性。

本发明授权一种高效并行的PIC/MCC快速计算方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种高效并行的PICMCC快速计算方法，其特征在于，包括： 将PICMCC计算流程划分为电荷分配、电场求解、粒子推进和碰撞处理四个模块，并在GPU上以独立核函数形式并行执行； 所有仿真数据常驻GPU显存，采用结构化数组存储粒子属性，包括位置、速度、电荷量、质量及能量，网格电势、电场及电荷密度按行主序布局以适配GPU存储协同机制； 在电荷分配过程中，采用基于距离、面积或体积的加权法将粒子电荷分配至相邻网格节点，并使用GPU原子操作防止多线程写入同一节点时的数据竞争； 在电场求解过程中，根据仿真维度选择适配的并行算法求解泊松方程，以加速电势与电场分布的收敛计算，并为粒子推进阶段提供所需的电场数据； 在粒子推进过程中，每个GPU线程负责单个粒子的运动计算，通过插值方法从网格节点获取电场值，依据牛顿-洛伦兹方程更新粒子速度与位置； 在碰撞处理过程中，采用蒙特卡洛方法，通过GPU线程并行生成随机数并计算碰撞概率，每个粒子独立判断碰撞类型并更新能量与速度向量； 其中，各模块对应的核函数的执行顺序为：粒子推进核函数、电荷分配核函数、电场求解核函数和碰撞处理核函数，通过GPU事件机制控制执行流程； 各模块之间通过GPU事件机制与全局同步实现数据流转与线程同步，确保物理过程自洽。

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