Оптимизация PIC метода в рамках объектно-ориентированной модели плазмы в коде SUR.
Аннотация:
В работе описана эффективная и экономичная реализация метода крупных частиц для решения системы многомерных нелинейных кинетических уравнений Власова-Максвелла на основе объектно-ориентированной модели плазмы (ООМП). Использование данной модели позволяет с одной стороны, универсальным образом описывать плазменные системы и применять различные алгоритмы при их моделировании, а с другой - резко повысить уровень оптимизации вычислений на современных компьютерах (в том числе имеющих MPP и SMP архитектуры). PIC алгоритм реализован в рамках кода SUR, первоначально использовавшего сеточные схемы расщепления уравнения Власова в фазовом пространстве. Жесткая оптимизация кода позволяет достичь производительности до 1 млн. частиц/сек для 1D1V электростатических задач и до 30 тыс. частиц/сек для 3D3V электромагнитных задач на однопроцессорном компьютере Pentium/60. Обсуждаются проблемы оптимизации и распараллеливания использованных алгоритмов, приведены примеры 2D2V расчетов с использованием кода SUR.
Язык публикации: русский
Направление исследований:
Математическое моделирование в актуальных проблемах науки и техники
