Модификация параллельного алгоритма для численного моделирования открытой магнитной ловушки

Боронина Марина Андреевна
1. Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
boronina@ssd.sscc.ru
Вшивков Виталий Андреевич
1. Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
vsh@ssd.sscc.ru
Киреев Сергей Евгеньевич
1. Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
2. Новосибирский государственный университет
kireev@ssd.sscc.ru
Материал поступил в редколлегию 19.01.2021
Работа посвящена численному моделированию динамики плазмы в диамагнитном режиме в открытой магнит-ной ловушке. Используемая гибридная модель основана на кинетическом описании ионной компоненты и магнитно-гидродинамическом описании электронной компоненты плазмы. Недостатком модели является условная устойчивость и соответствующие требования к временному шагу. На практике измельчение сетки в два раза требует уменьшения временного шага в 6 раз. Для характерных времен плазменных процессов по-рядка 102 обратных ионных циклотронных частот вычислений на сетке 100 × 500 требует несколько дней. При этом более 85 % времени работы программы занимают процедуры обработки частиц, поэтому их эффек-тивная реализация играет ключевую роль в сокращении времени расчетов. В предлагаемом вниманию алго-ритме мы сочетаем динамическую загрузку балансировки и векторизацию вычислений расчета плотности электронов и плотности токов. Представлены результаты численных экспериментов с учетом существенно неравномерного распределения частиц в области и увеличивающегося их числа за счет постоянной инжекции.
Выходные данные: М.А. Боронина, В.А. Вшивков, С.Е. Киреев Модификация параллельного алгоритма для численного моделирования открытой магнитной ловушки. Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2021 Т.19, №1. C. 15–25. DOI: 10.25205/1818-7900-2021-19-1-15-25