Инд. авторы:	Берендеев Е.А., Иванов А.В., Лазарева Г.Г., Снытников А.В.
Заглавие:	Моделирование на суперЭВМ динамики плазменных электронов в ловушке с инверсными магнитными пробками и мультипольными магнитными стенками
Библ. ссылка:	Берендеев Е.А., Иванов А.В., Лазарева Г.Г., Снытников А.В. Моделирование на суперЭВМ динамики плазменных электронов в ловушке с инверсными магнитными пробками и мультипольными магнитными стенками // Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. - 2013. - Т.14. - № 1. - С.149-154. - EISSN 1726-3522.
Внешние системы:	РИНЦ: 21014465;
Реферат:	rus: Рассмотрена задача моделирования динамики плазменных электронов в ловушке с инверсными магнитными пробками и мультипольными магнитными стенками. Модель построена на основе модифицированного метода частиц в ячейках. Сложный характер исследуемых процессов и необходимая высокая точность потребовали разработки параллельного алгоритма, позволяющего за разумное время рассчитывать траектории миллиардов частиц. Для равномерной и полной загрузки вычислительных узлов выполнена смешанная эйлерово-лагранжева декомпозиция с учетом динамического шага по времени. Такой подход позволяет достичь высокой масштабируемости параллельного алгоритма и существенно ускорить вычисления. Работа выполнена при поддержке Интеграционного проекта СО РАН N 105 и грантов РФФИ (коды 11-01-00178, 11-01-00249, 12-07-00065). Статья рекомендована к публикации Программным комитетом Международной научной конференции "Параллельные вычислительные технологии" (ПаВТ-2013; http://agora.guru.ru/pavt2013). eng: The problem of simulation of plasma electron dynamics in a magnetic trap with inverse magnetic mirrors and multipole magnetic walls is considered. The model is proposed on the basis of the particle-in-cell method. The complexity of the processes under study and a required high accuracy of results necessitate the development of a highly scalable computational algorithm. The algorithm must be capable of computing billions of particle trajectories in reasonable time. In order to achieve a uniform and complete workload of computational nodes of a supercomputer, the mixed Eulerian-Lagrangian decomposition is used. A dynamical timestep is taken into account. This approach results in a high scalability and in a significant decrease of computational time. This work was supported by SB RAS integration project number 105 and by the Russian Foundation for Basic Research (projects nos. 11-01-00178, 11-01-00249, and 12-07-00065). This paper was recommended for publishing by the Program Committee of the International Conference on Parallel Computing Technologies (PaVT-2013).
Ключевые слова:	моделирование физических процессов; физика плазмы; параллельное программирование; метод частиц в ячейках; Plasma physics; simulation of physical processes; Parallel programming; Particle-in-cell method;
Издано:	2013
Физ. характеристика:	с.149-154
Цитирование:	1. {Dimov G.I.} Feasible scenario of startup and burnup of fusion plasma in ambipolar D-T reactor // Transactions of Fusion Science and Technology 2011. Т. 59, N 1T. 208-210. 2. {Власов А.А.} Теория многих частиц. М.-Л.: ГИТТЛ, 1950. 3. {Березин Ю.А., Вшивков В.А.} Метод частиц в динамике разреженной плазмы. Новосибирск: Наука, 1980. 4. {Берендеев Е.А., Ефимова А.А.} Реализация эффективных параллельных вычислений при моделировании больших задач физики плазмы методом частиц в ячейках // Труды Международной научной конференции ``Параллельные вычислительные технологии`` (ПаВТ-2012). Новосибирск, 2012. 380-385. 5. {Birdsall C.K.} Particle-in-cell charged-particle simulation plus Monte Carlo collisions with neutral atoms, PIC-MCC // IEEE Trans. Plasma Sci. 1991. Т. 19, N 2. 65-83. 6. {Boris J.P.} Relativistic plasma simulation -- optimization of a hybrid code // Proc. Fourth Conference on Numerical Simulation of Plasmas. Washington: Naval Research Lab., 1970. 3-67. 7. {Villasenor J., Buneman O.} Rigorous charge conservation for local electromagnetic field solver // Computer Phys. Comm. 1992. Т. 69. 306-316. 8. {Langdon A.B., Lasinski B.F.} Electromagnetic and relativistic plasma simulation models // Meth. Comput. Phys. 1976. Т. 16. 327-366. 9. {Вшивков В.А., Лазарева Г.Г., Снытников А.В.} Адаптивное изменение массы модельных частиц при моделировании тлеющего ВЧ-разряда в силановой плазме // Вычислительные технологии. 2008. Т. 13, № 1. 22-30. 10. {Андрианов А.Н., Ефимкин К.Н.} Подход к параллельной реализации метода частиц в ячейках. Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН № 9. Москва, 2009.