Тезисы докладов

XVI школа-семинар "Информационные технологии в задачах математического моделирования"

В рассматриваемой задаче моделируется взаимодействие мощного лазерного импульса с плазмой в трехмерном пространстве. Такая задача возникает в связи с проблемой возбуждения кильватерных волн с электрическими полями, которые могут производить эффективное ускорение заряженных частиц на достаточно больших расстояниях. Для создания лазерного импульса с крутым передним фронтом (который необходим для ускорения частиц), импульс пропускается через тонкий слой плазмы(фольгу). Лазерный импульс представлен набором электромагнитных волн различной амплитуды и поляризации, плазма моделируется набором достаточно большого числа модельных частиц. Рассматриваемый физический процесс описывается системой уравнений, состоящей из кинетических уравнений Власова и системы уравнений Максвелла. Уравнения Власова решаются методом частиц в ячейках, а уравнения Максвелла конечно-разностными методами на равномерной прямоугольной сетке.
Проблема распараллеливания метода частиц состоит в трудности обеспечения равномерной загрузки процессорных элементов (ПЭ), поскольку первоначально равномерно распределенные в пространстве частицы через несколько шагов моделирования образуют неравномерное распределение. Следовательно, управляющая структура параллельной программы и стратегия распределения данных между ПЭ должны динамически меняться в процессе моделирования. Один из главных вопросов, возникающих при параллельной реализации метода частиц -- каким образом распределить частицы и элементы массивов сеточных переменных между ПЭ. Проблема состоит в минимизации объемов пересылок данных между ПЭ при выполнении метода частиц на мультикомпьютерах с распределенной памятью. Нами предлагается метод минимизации пересылок, учитывающий особенности задачи. Разработаны методы начального распределения частиц между ПЭ и их перераспределения в процессе работы.
В качестве базового языка программирования был выбран язык Fortran, компиляторы которого существуют практически на всех мультикомпьютерах. При разработке программы использовалась программная система PVM (Parallel Virtual Machine).
Результаты расчетов приводятся.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 99-01-00512).

Дополнительные материалы:

HTML

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск