Vývoj PIC kódu zachovávajícího hybnost a energii s nehomogenními 2D a 3D kartézskými souřadnými sítěmi

  • Vedoucí práce / Supervisor: Dr. David Tskhakaya
  • Pracoviště / Workplace: ÚFP AV ČR
  • Kontakt / Contact: tskhakaya@ipp.cas.cz

Osnova:

PIC (Particle-in Cell) kódy jsou výkonnými nástroji pro studium transportu v plazmatu [1,2]. Jsou často aplikovány na fúzní plazma a přispívají k projektování příští generace fúzních experimentů. Jak bylo ukázáno v [3], PIC simulace s kartézskými souřadnicemi zachovávají zároveň hybnost a energii pouze pro pravidelné sítě. Tento požadavek představuje velmi silný předpoklad pro modelování okraje plazmatu, kdy je mnohem výhodnější nepravidelné rozlišení prostorových elementů. Před několika lety bylo nalezeno řešení pro 1D případ [4], ale až dosud nebyla tato metoda zobecněna na vícedimenzionální sítě.

Cílem této doktorské práce bude vyvinout vícerozměrný PIC kód s nepravidelnou kartézskou sítí. Očekáváme podstatné zrychlení takového kódu, až o řád, oproti obdobným konvenčním kódům. To by ušetřilo desítky miliónů CPU hodin ročně pro průměrného uživatele PIC modelů ve vysokovýkonných výpočetních centrech.

 

Literatura:

[1] D. Tskhakaya, Plasma Phys. Cont. Fus., 59 (2017) 114001

[2] T. Takizuka, et al., Contrib. Plasma Phys., 59 (2017) 034008

[3] D. Tskhakaya, et al., Contrib. Plasma Phys., 47 (2007) 563

[4] J. Duras, et al., Contrib. Plasma Phys., 54 (2014) 697