物理学 > 等离子体物理
[提交于 2025年3月26日
(v1)
,最后修订 2025年5月14日 (此版本, v2)]
标题: 高性能计算磁流体动力学与Python
标题: High-Performance Computational Magnetohydrodynamics with Python
摘要: 我们介绍了AGATE模拟代码,这是一个基于Python的框架,主要用于求解磁流体动力学(MHD)方程,同时保持对其他方程组的适应性。 该代码采用模块化、面向对象的架构,将接口规范与数值实现分离,允许用户自定义数值方法和物理模型。 基于Godunov型有限体积方案,AGATE目前支持理想、霍尔和Chew-Goldberger-Low(CGL)MHD方程,具有从Numpy到通过NVIDIA CUDA启用GPU计算的多种加速选项。 性能测试表明,我们的GPU实现比CPU版本快40-60倍。 通过已建立的基准进行的全面验证确认了在不同MHD区域内线性和非线性现象的准确再现。 这种模块化、高性能和可扩展性的结合使AGATE适用于多种应用:从快速原型设计到生产模拟,从数值算法开发到物理教育。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
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