English
!

Архив публикаций

Тезисы

XIV-ая конференция

Параллельная реализация алгоритма расчета динамики плазмы в плазменном прерывателе тока

Толстобров А.В.

Россия, 141709, г. Долгопрудный, Институтский пер., 9, тел.:(495)408-71-63, e-mail: tavmipt@gmail.com

1  стр.

Цель настоящей работы — построение хорошо распараллеливаемого численного метода для моделирования процессов динамики динамики плазмы в установке РС-20, созданной в РНЦ “Курчатовский институт” Ввиду того, что при моделировании динамики плазмы в установке РС-20 существенную роль играют быстрые мелкомасштабные эффекты, необходимо использовать подробные расчетные сетки и малые шаги по времени. Это приводит к необходимости использования параллельных вычислений на системах с распределенной памятью.

Существенную роль ЭМГ эффекты ([1]) играют при моделировании проникновения магнитного поля в плазму, а также при переносе энергии. Задача решается методом расщепления по физическим процессам. На первом этапе рассматривается магнитогидродинамическая система без учета диссипативных эффектов. На втором, система для определения электрических и магнитных полей и токов в плазме, учитывается джоулев нагрев. На последнем этапе проводится коррекция температуры электронов и ионов за счет теплопроводности и электрон-ионных обменов ([2]).

Теоретические оценки показали пригодность выбранной схемы для эффективного распараллеливания ([3]) на кластере из персональных компьютеров (гомогенной системе). Целесообразно применение статического варианта геометрического распараллеливания с выделением зон ответственности узлов по радиальному направлению (для обеспечения равномерной загрузку элементов кластера). Теоретическое ускорение работы параллельного варианта на кластере из 14 узлов (сетка 7373, процессор Intel 3 Ghz, сеть 1 Gbps, MPI) составляет 7,8 раза. Реально полученное ускорение ([2]) составило 6,2 ввиду невозможности обеспечения идеальной сбалансированности работы процессоров при статическом распараллеливании. Учитывая, что серийный расчет в последовательном варианте длится от недели до двух, создание параллельной версии является актуальной задачей.

Получены следующие результаты расчетов ([2]): при отключенных внешних полях плазменная перемычка постепенно размывается, масса начинает движение от центра к нагрузке с последующим отражением ударных волн от стенки. При включенных внешних полях “размывание” плазменной перемычки происходит более медленно, перемычка принимает S-образную форму (с максимумами на электродах).

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533