天体物理学 > 太阳与恒星天体物理学
[提交于 2019年8月22日
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标题: 在高性能计算机上驱动太阳日冕 magnetohydrodynamics 模拟
标题: Driving solar coronal MHD simulations on high-performance computers
摘要: 当今的研究质量往往受到可用计算能力和代码扩展到多个处理器的能力的严格限制。 例如,解决加热太阳日冕的问题需要对等离子体动力学和磁场进行最真实的描述。 在当前高性能计算(HPC)硬件上数值求解太阳小活动区(AR)的磁流体力学(MHD)描述需要数百万的计算小时。 本工作的目的是描述用于高效并行化边界条件和数据输入/输出(IO)策略的方法,这些方法可以更好地扩展到数千个处理器(CPU)。 在优化之前和之后测试了Pencil代码,以比较AR上方的日冕MHD模型的性能和可扩展性。 我们提出了一种新的非垂直磁场的边界条件,在光球层中,我们接近光球层下的实际压力增加。 通过这种方式,随着深度增加,磁通束变窄,磁通密度相应增加。 通过HPC友好的边界条件和IO策略,可扩展性提高了两个数量级以上。 这项工作还描述了将来自太阳光球的观测磁场驱动MHD模型所需的调整方法。 此外,我们展示了上下大气边界条件(光球层和外日冕),包括减少扰动的沼泽层。 总之,这些方法使关于AR上方日冕加热问题的3D MHD模拟比以前的模型更现实——仅仅是因为能够有效地在并行处理中使用大量CPU。
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