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[发明专利]一种面向GPU和DCU架构的Flash Sort算法优化方法-CN202310653455.2在审
发明人：胡长军;李慧昭;卢旭;何远杰;储根深 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向GPU和DCU架构的Flash Sort算法优化方法，属于高性能计算与算法技术领域；本发明在不同级别上(device/block/wavefront)处理数组A(数组A为待排序数组)，根据待排序数组内的元素数值范围设定桶的数量，并按照桶内的元素数量对数组的存储地址重新进行划分，将数组内的元素存储到对应的桶中。将线程划分为若干线程组，每个线程组共同完成一个桶内的元素的排序，每个线程负责桶内多个元素的排序，并预先在LDS上分配存储空间，有效解决了现有技术所存在的资源占用率低，总体性能不高的问题。
一种面向 gpu dcu 架构 flash sort 算法优化方法

[发明专利]面向GPU和DCU架构的SpGEMM算法策略选择及优化方法-CN202310645045.3在审
发明人：胡长军;蒋子涵;卢旭;何远杰;储根深 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了面向GPU和DCU架构的SpGEMM算法策略选择及优化方法，属于高性能计算技术领域；本发明在大量试验的基础上，对SpGEMM算法进行计算和访存优化；结合稀疏矩阵特征和GPU、DCU架构的特点，实现了SpGEMM自适应策略选择算法，并自适应的为不同算法设置相应求解参数，以达到更高的SpGEMM求解效率。
面向 gpu dcu 架构 spgemm 算法策略选择优化方法

[发明专利]一种材料辐照损伤多尺度模拟大数据管理系统-CN202110363621.6有效
发明人：姚宣霞;刘美良;任帅;胡长军;储根深 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-04-02 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G06F16/27 文献下载
摘要：本发明提供一种材料辐照损伤多尺度模拟大数据管理系统，属于高性能计算与大数据管理领域。所述系统包括：预处理层，用于当接收到用户发送的数据时，采用消息中间件Kafka集群作为所述系统的数据缓冲区，并利用Storm集群，以便数据经过处理和分析后存入持久化层的数据库中；持久化层，采用MongoDB+MiniO+MySQL的模式存储不同尺度的模拟数据；业务层，以松耦合的方式对功能模块进行组织；接口层，使用GraphQL的API接口连接前端和后端；应用层，使用Vue的前端架构设计人机交互的Web平台。采用本发明，实现了大规模、多尺度的模拟数据存储，并表现出良好的可扩展性和高并发性。
一种材料辐照损伤尺度模拟数据管理系统

[发明专利]一种适用于多元SRSCD模拟的材料辐照缺陷存储方法-CN202010429420.7有效
发明人：陈丹丹;胡长军;杨文;贺新福;储根深;任帅;白鹤;王珏 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2020-05-20 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供一种适用于多元SRSCD模拟的材料辐照缺陷存储方法，能够实现缺陷和反应的高效存储，以及快速查找、更新、插入、删除操作。所述方法包括：根据SRSCD模拟体系初始状态下的缺陷及缺陷可参与的反应，创建基于链表的Defect‑Reaction List；从缺陷‑反应列表中随机选择一个反应；针对选择的反应，遍历每一个反应物，查找缺陷‑反应列表中类型与反应物类型一样的缺陷，根据查找到的缺陷数量执行相应的操作；其中，所述操作包括：更新、插入、删除；针对选择的反应，遍历每一个产物，查找缺陷‑反应列表中是否存在类型与产物类型一样的缺陷，根据查找结果执行相应的操作，本发明涉及面向核材料辐照损伤模拟领域和高性能计算领域。
一种适用于多元 srscd 模拟材料辐照缺陷存储方法

[发明专利]一种原子尺度MD-KMC并行模拟统一建模方法及系统-CN202310147863.0在审
发明人：胡长军;储根深;何远杰;陈丹丹;白鹤;任帅 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G06F30/25 文献下载
摘要：本发明公开一种原子尺度MD‑KMC并行模拟统一建模方法及系统，所述方法包括：建立原子尺度统一架构；基于所述原子尺度统一架构的分子动力学模拟；基于所述原子尺度统一架构的动力学蒙特卡洛模拟。统一建模方法便于软件开发与性能优化。将粒子存储、并行与通信算法及势函数独立出来形成单独模块，可便于MD、KMC软件开发模块间的解耦；在超算架构上进行性能优化时，其效果可直接同时作用于上层MD、KMC软件，起到“一处优化、两处提升”的效果，支撑MD、KMC模拟同时达到大规模模拟计算水平。
一种原子尺度 md kmc 并行模拟统一建模方法系统

[发明专利]一种同步并行空间分辨随机团簇动力学的通信方法-CN202010429131.7有效
发明人：陈丹丹;胡长军;杨文;贺新福;储根深;任帅;白鹤;王珏 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2020-05-20 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供一种同步并行空间分辨随机团簇动力学的通信方法，能够减少通信开销，并提高并行效率。所述方法包括：为空间分辨随机团簇动力学的模拟区域建立三维进程拓扑结构；根据建立的三维进程拓扑结构，将一个KMC步内的多次发送/接收操作合并为一次，当前进程利用非阻塞通信与邻居进程建立通信发送/接收缺陷信息，更新当前进程的缺陷信息，其中，KMC表示动力学蒙特卡洛。本发明涉及面向核材料模拟技术领域和并行计算领域。
一种同步并行空间分辨随机动力学通信方法

[发明专利]一种材料辐照损伤空间分辨随机团簇动力学并行模拟方法-CN202010429538.X有效
发明人：陈丹丹;胡长军;杨文;贺新福;储根深;任帅;白鹤;王珏 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2020-05-20 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供一种材料辐照损伤空间分辨随机团簇动力学并行模拟方法，能够实现大规模SRSCD模拟。所述方法包括：将空间分辨随机团簇动力学的模拟体积分配给不同的进程并建立进程的三维笛卡尔拓扑结构，并将进程的区域划分为若干个扇区；确定通信数据结构；按扇区编号顺序依次遍历每一个扇区，计算每个扇区内循环的时间阈值进入内循环，在当前扇区中随机选择一个反应，根据选择的反应更新缺陷、填充通信数据列表并更新相关反应，当内循环的演化时间大于内循环的时间阈值时，与邻居进程进行通信，同步相应的缺陷信息并更新相关的反应。本发明涉及面向核材料辐照损伤模拟技术领域和并行计算领域。
一种材料辐照损伤空间分辨随机动力学并行模拟方法

[发明专利]一种基于材料数值计算大数据的级联缺陷团簇分类方法-CN202210818237.5在审
发明人：李扬;张芯瑜;任帅;陈丹丹;储根深;白鹤;胡长军 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G06F30/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于材料数值计算大数据的级联缺陷团簇分类方法，包括以下具体步骤：S1：获取三维坐标：获取团簇内各个点缺陷三维坐标；S2：计算距离与角度：计算出相邻点缺陷间的距离与角度；S3：统计数目：将计算所得的距离和角度结果映射到不同区间，统计每个区间的数目；S4：计算缺陷团簇特征向量：基于团簇内相邻点缺陷的距离和角度来描述团簇几何形状，利用各个点缺陷的三维空间坐标计算得到每个团簇的特征向量，本发明公开的基于材料数值计算大数据的级联缺陷团簇分类方法具有解决噪声大、灵活性不高的团簇信息特征化描述影响分类效果的问题的效果。
一种基于材料数值计算数据级联缺陷分类方法

[发明专利]一种基于混合架构的非格点动力学蒙特卡洛并行模拟方法-CN202210820995.0在审
发明人：胡长军;何远杰;储根深;陈丹丹;白鹤 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于混合架构的非格点动力学蒙特卡洛并行模拟方法，包括以下步骤：S1：划分计算任务；S2：初始化主进程；S3：初始化工作进程；S4：搜索反应事件：工作进程从初始状态执行事件搜索算法，搜寻反应事件，并将搜索的反应事件发送给主进程；S5：接收反应事件；S6：选取反应事件：随机选取反应事件，并广播发送被选中事件工作进程的编号，并由该工作进程负责下一个时间步模拟数据的同步，从而完成一个时间步的模拟，重复上述过程，直至达到预定的时间步，并发送模拟结束信号；S7：更新模拟体系。本发明占用内存少，主进程不保存原子信息，只维护事件表；通信效率高，反应事件采用异步通信，反应通信与事件搜索重叠。
一种基于混合架构非格点动力学蒙特卡洛并行模拟方法

[发明专利]一种自适应稀疏矩阵向量乘策略选择及优化方法-CN202210066813.5在审
发明人：胡长军;卢旭;储根深;何远杰;董玲玉;邢龙岳 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种自适应稀疏矩阵向量乘策略选择及优化方法，适用于GPU架构，该方法包括：对待处理矩阵按行进行分块，统计各矩阵子块的非零元素数，若各矩阵子块的非零元素数差别倍数高于第一预设阈值，则采用自适应的CSR‑Vector算法进行处理；统计待处理矩阵的行平均非零元素个数，若矩阵行平均非零元素个数低于第二预设阈值，则采用改进的CSR‑Stream算法进行求解；统计待处理矩阵的非零元素个数，若其非零元素个数大于第三预设阈值，则采用hola算法进行求解；若以上条件均不满足，则采用CSR‑Vector算法进行求解。本发明实现了针对不同应用问题的自适应高效SpMV求解。
一种自适应稀疏矩阵向量策略选择优化方法

[发明专利]一种稀疏矩阵向量乘访存优化的计算方法-CN202210066814.X在审
发明人：胡长军;储根深;何远杰;丁哲昭;董玲玉;戴潮虎 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种稀疏矩阵向量乘访存优化的计算方法，适用于DCU和GPU架构，该方法包括：将原始稀疏矩阵按照固定行数划分为若干块，每块由一个线程块单独完成计算，并为每个线程块在LDS开辟固定大小的空间；计算每一线程块需要计算的轮次数；在一个轮次的计算中，每个线程块中所有线程完成若干次非零元素计算并将结果写入LDS；每个线程块中一个或多个线程对LDS的乘法结果进行求和并将结果保存至寄存器；当完成所有轮次计算后，将寄存器中的结果进行进一步计算，并将结果写回显存。本发明基于原始CSR格式，无需预处理，且能充分利用访存合并特性，实现了较高的访存带宽利用。
一种稀疏矩阵向量乘访存优化计算方法

[发明专利]一种面向DCU-CPU混合架构的团簇动力学方法的并行计算方法-CN202210033833.2在审
发明人：胡长军;白鹤;朱雨晗;陈丹丹;储根深 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2022-01-12 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：本发明提供一种面向DCU‑CPU混合架构的团簇动力学方法的并行计算方法，属于核材料辐照模拟技术领域。所述方法包括：S1，建立DCU上的数据结构信息，用于存储计算所需数据；S2，CPU端向DCU端传递计算所需的数据；S3，将建立的网格区域求解任务分配至DCU端；S4，在CPU端，调用求解器，建立求解方程组的初值与方程矩阵，并进行方程组求解；S5，将方程组求解结果传输至DCU端；S6，DCU端根据接收到的求解结果以及接收到的计算所需的数据，计算下一时间步所需初值及方程矩阵；S7，DCU端将计算结果传回CPU端；S8，重复S4‑S7直至达到模拟所需计算时间。采用本发明，能够扩展团簇动力学模拟方法的时空规模，并减少团簇动力学模拟的计算时间。
一种面向 dcu cpu 混合架构动力学方法并行计算方法

[发明专利]数值核反应堆多几何形状全堆芯子通道并行任务划分方法-CN201910781296.8有效
发明人： 储根深;蔡银宇;赵民富;王明军;林超;胡长军;杨文;秋穗正 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2019-08-23 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：本发明涉及一种数值核反应堆多几何形状全堆芯子通道并行任务划分方法，该方法对堆芯中的组件、燃料棒以及子通道建立全局索引，给定唯一编号，并建立组件‑燃料棒‑子通道之间的对应关系，然后子通道与子通道之间的连接关系映射成为一个无向图，以子通道为基本对象，将全局的子通道划分到各个计算单元上，划分到每个计算单元上的子通道形成划分域，并在空间上相邻的划分域之间建立ghost子通道区域。本发明将子通道并行任务划分问题转化为一个图划分问题，通过自适应的区域划分算法，可以使得并行热工水力模拟软件使用任意个数的MPI进程运行，并能够保证负载均衡与通信最小化。
数值核反应堆几何形状芯子通道并行任务划分方法

[发明专利]全堆芯子通道热工水力模拟的求解域划分方法-CN201910781290.0有效
发明人：蔡银宇;王先梦;赵民富;吕玉凤;刘天才;储根深;王学松;吴明宇;胡长军;杨文 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2019-08-23 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： G16C20/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种全堆芯子通道热工水力模拟的求解域划分方法，该方法首先将预设计核反应堆的燃料组件级全堆芯结构图存储在二维数组中；其次，根据燃料组件级全堆芯结构图，生成棒束级全堆芯结构图，存储在另一二维数组中；然后，根据棒束级全堆芯结构图，生成子通道级全堆芯结构图，覆盖存储在所述棒束级全堆芯结构图对应的二维数组中；最后，以子通道级全堆芯结构图为基础，进行全堆芯子通道求解域划分。本发明突破了求解域划分与燃料组件数目一一对应的限制，实现单个求解域对多个燃料组件的覆盖，使之更适应于单个服务器或小集群运行。
芯子通道水力模拟求解划分方法

[发明专利]一种面向大规模并行且适合河网多级嵌套的河网数据表达方法-CN201810479543.4有效
发明人： 储根深;胡长军;吴彦飞;吴佳豪 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2018-05-18 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： G06Q50/06 文献下载
摘要：本发明提供了一种面向大规模并行且适合河网多级嵌套的河网数据表达方法，用以解决现有技术中河网数据模型自适应差、检索局限性大的问题。所述面向大规模并行且适合河网多级嵌套的河网数据表达方法，以结点表示区域，以带箭头的边表示区域间的上下游汇流关系，以图表示区域间的汇流关系，解析标准河网数据，导入图数据库，利用图数据库来存储汇流结构。本发明的河网数据表达方法自适应强，能够更真实地反映自然界中的河网拓扑结构，具有更强的动态可扩展性，并且能够适应快速检索需求，便于快速汇流演算，更好地描述河网的水文拓扑结构以及各区域间的上下游汇流关系，为水文模拟中的任务划分和河网间汇流关系的计算提供了更好的基础。
一种面向大规模并行适合河网多级嵌套数据表达方法

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