DarWin Code Home Page

DarWin – 2.5D Vlasov-Darwin Particle-In-Cell Plasma Simulation Code

 

     Параллельный программный код DarWin является мощным, универсальным инструментом многомерного кинетического моделирования низкочастотной многокомпонентной бесстолкновительной плазмы.

     Код DarWin реализует метод макрочастиц в модели Власова–Дарвина с использованием 2.5-мерной пространственной конфигурации вычислительной области: макрочастицы имеют две пространственные координаты и три компоненты скорости; электрическое и магнитное поля также определяются только двумя пространственными координатами, но при этом имеют все три векторных компоненты. Таким образом сеточные величины в коде определены на двухмерных пространственных сетках.

     Обмен данными между вычислительными узлами в коде реализован с использованием интерфейса обмена сообщениями MPI (Message Parsing Interface). MPI является стандартом de facto в современных высокопроизводительных вычислениях, его применение обеспечивает переносимость кода на различные типы вычислительных комплексов, работающих под управлением различных операционных систем (среди которых наиболее распространенными являются Linux и Unix).

     Для вычислительных кластеров состоящих из многопроцессорных вычислительных узлов, в коде DarWin применяются две стратегии: распараллеливание с использованием только лишь MPI и гибридный подход, при котором в пределах одного вычислительного узла используется стандарт OpenMP, организующий обмены между процессорами через общую память, а межузловые коммуникации осуществляются посредством MPI. Выбор того или иного подхода зависит от эффективности конкретных реализаций MPI и OpenMP, применяемых на вычислительном комплексе.

 

Технические характеристики кода DarWin

Поддерживаемые платформы:
IA-32, Intel 64
Операционные системы:
Linux 32-bit/64-bit, Windows 32-bit/64-bit
Параллельный счет:
MPI, MPI + OpenMP
Язык исходного кода:
Fortran 2003
Допустимые размеры сетки:
до 4096 x 4096
Количество сортов частиц:
до 16
Количество макрочастиц каждого сорта:
до 2•109

 

Входные параметры задачи

Функция распределения частиц каждого сорта.
Количество модельных частиц каждого сорта.
Заряд и масса частиц каждого сорта.
Граничные условия для частиц.
Граничные условия для полевых уравнений.
Внешние поля.
Размер расчетной области и временной интервал.
Точность представления выходных данных (одинарная или двойная).
Скважность сохранения выходных данных.

 

Выходные данные эксперимента

Координаты и скорости частиц, сгруппированных по сортам.
Электрическое и магнитное поля.
Плотности частиц, заряда и тока раздельно для каждого сорта частиц.
Фазовые портреты совокупности частиц каждого сорта.
Плотность кинетической энергии частиц по сортам.
Компоненты кинетической энергии по сортам.
Энергии электрического и магнитного полей.

 

© 2009-2010 by Dmitriy O. Kolomiets
All trademarks and registred names are the property of their respective owners. No part of the material placed on this site may be reproduced without the prior permission of its copyright holder.