一种电离辐射后化学反应过程的模拟方法及电子设备技术

本发明专利技术属于辐射化学及放射生物学技术领域，具体涉及一种电离辐射后化学反应过程的模拟方法及电子设备。中央处理器计算了图形处理器每个处理单元需要处理的数据，之后将数据复制到图形处理器，中央处理器在传输完成后立即开始准备新的数据，此时图形处理器随即开始计算反应时间，完成之后复制到中央处理器。中央处理器将新的数据传输到图形处理处理器，图形处理器等到数据传输完成后继续进行计算。本发明专利技术方法利用中央处理器和图形处理器耦合加速，通过此时序图的设计，中央处理器和图形处理器可以同时工作，因此大幅度提高了计算速度。以大幅度提高电离辐射化学基团的模拟速度，推动放射生物学和辐射化学应用的发展。放射生物学和辐射化学应用的发展。放射生物学和辐射化学应用的发展。

【技术实现步骤摘要】
一种电离辐射后化学反应过程的模拟方法及电子设备


[0001]本专利技术属于辐射化学及放射生物学
，具体涉及一种电离辐射后化学反应过程的模拟方法及电子设备。

技术介绍

[0002]电离辐射会产生离子、自由基等大量基团，这些基团会造成对生物体的损伤，在辐射化学领域，利用电离辐射产生的基团可以进行辐射加工、辐射消毒、制作化学剂量计。电离辐射产生的基团空间分布极不均匀，通常使用蒙特卡罗方法对其扩散、反应的过程进行模拟计算，从而评估放射生物效应、辐射加工、消毒的效果和化学剂量计的响应。但是由于化学基团的数量很大，模拟计算需要耗费大量计算资源，需要从硬件和软件两个方面进行加速。
[0003]硬件方面，图形处理器(以下简称GPU)由于其特殊的结构使其能够大幅度加速某些数值计算，因此利用GPU可以大大提高辐射化学模拟的速度。但是化学反应的模拟包含一些需要串行执行的代码，这部分代码在图形处理器上运行时效率极低，仅仅使用图像处理器进行模拟计算时计算速度受制于上述串行执行代码，效率不够高。
[0004]中央处理器(以下简称Cpu)运行的化学模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电离辐射后化学反应过程的模拟方法，其特征在于，包括：(1)获取反应物信息，将该反应物信息存储到中央处理器的内存中；(2)在中央处理器的内存中复制所述反应物信息，并将所述反应物信息传输到图形处理器的显存中；(3)确定图形处理器中每个处理单元处理的数据；(4)根据所述反应物序号，图形处理器中的m个处理单元计算所述复制到图形处理器显存中的p对反应物的反应时间；(5)将图像处理器显存中的p对反应物的反应时间复制到中央处理器内存中；(6)中央处理器遍历所述反应物信息中的所有R个反应物的序号，重复步骤(3)
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步骤(5)，得到所有R个反应物的反应时间；(7)对步骤(6)的所有反应物的反应时间依次从小到大进行排序，根据该排序得到生成物；(8)将所述生成物作为反应物，重复步骤(3)
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步骤(7)，实现电离辐射后化学反应过程的模拟。2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述步骤(1)中，反应物信息包括反应物的序号、反应物的类型、反应物的三维坐标和反应物的生成时间。3.根据权利要求1或2所述的模拟方法，其特征在于，步骤(3)中，所述确定图形处理器中每个处理单元处理的数据，包括以下步骤：(1)设定图形处理器中有m个处理单元，每个处理单元处理p个数据，(2)中央处理器在内存中设置一个缓冲数组，缓冲数组的大小为p
×
m；(3)中央处理器遍历所述反应物信息，将反应物信息中的反应物序号写入所述缓冲数组中，写入方法为：所述的反应物共有R个，从编号为1的反应物开始遍历，R个反应物中的任意反应物R
i
和任意反应物R
j
作为一对写入所述缓冲数组中，i＝1、2、3
……
R，j＝1、2、3
……
R，i≠j；(4)中央处理器利用图形处理器的异步数据传输功能，将缓冲数组复制到图形处理器的显存中，得到图形处理器中每个处理单元处理的数据。4.根据权利要求1或2所述的模拟方法，其特征在于，步骤(4)中，所述根据反应物序号，图形处理器中的m个处理单元计算所述复制到图形处理器显存中的p对反应物的反应时间，包括以下步骤：(1)图形处理器的处理单元根...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱睿，胡安康，李君利，武祯，张辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：