Краткое описание

Плазма - это полностью или частично ионизованный газ, в котором плотность положительно и отрицательно заряженных частиц почти одинакова. Плазма - это не просто набор заряженных частиц, в плазме каждая заряженная частица взаимодействует с большим числом близко расположенных частиц, что приводит к проявлению коллективных эффектов: квазинейтральность, экранировка, плазменные колебания.

Лазерные технологии позволяют получать в настоящее время лазерное излучение с максимальной интенсивностью до 10²² Вт/см², что соответствует напряженности поля 10¹²-10¹³ В/см, при такой огромной напряженности разность потенциалов на 1 см составит 1 ТВ. Необходимо уметь организовать эффективное взаимодействие сверхсильных полей с веществом. Пробой диэлектриков (стекло, вода,...) достигается уже при интенсивностях 10¹¹-10¹² Вт/см², газа до 10¹⁴ Вт/см². При этом происходит ионизация вещества, образуется плазма, т. е. происходит смена фазового состояния вещества, сопровождающаяся резким изменением характеристик и часто взрывообразным разрушением материала. В плазме взаимодействие может идти при значительно более высоких напряженностях поля, в сравнении с обычным веществом.

Область исследований - численное моделирование плазмы на гетерогенных кластерных системах.

Цели проекта

В рамках первого этапа проекта предполагается решить следующие задачи.

1. Изучить метод PIC для моделирования плазмы.
2. Описать вычислительную схему метода с учетом опыта решения прикладных задач в ИПФ РАН.
3. Разработать инфраструктуру для проведения исследований (система построения кода, тестовая система для анализа корректности/производительности, подсистема конфигурирования/визуализации).
4. Спроектировать и реализовать программно расчетную схему для однопроцессорной системы с учетом дальнейшего расширения.
5. Разработать первую версию параллельной реализации для кластера.

Коллектив

1. Мееров И.Б. – руководитель проекта.
2. Бастраков С.И.
3. Гоносков А.
4. Донченко Р.
5. Ефименко Е.
6. Малышев А.С.

Основные результаты

1. Создана последовательная реализация метода Particle-in-Cell.
2. Разработан набор тестов для контроля корректности отдельных частей вычислительного цикла и схемы в целом.
3. Создана инфраструктура для ввода/вывода и автоматизированного тестирования.
4. Разработана MPI-версия.
5. Проведены эксперименты по распараллеливанию отдельных частей вычислительной схемы на общую память (OpenMP) и GPU (CUDA).

Публикации

Отсутствуют.

Материалы

1.   Презентация проекта

<< вернуться  |   Документ от: 22.01.2011 19:45