基于超算暨HPIC-LBM的大时空尺度三维湍流磁重联数值模拟研究

论文摘要

大时空尺度湍流磁重联（LTSTMR）是空间物理、太阳物理、宇宙学领域中一种普遍存在的爆发现象。磁能转移-释放-耗散、等离子体加热及高能粒子加速是研究该类现象的核心内容,而研究湍流在LTSTMR中如何起作用是解决以上问题的关键所在。2D/2.5D磁重联模型因其在物理图像简化方面忽略了自然界爆发现象的3D属性和本质。文中基于新型HPIC-LBM粒子算法,在天河2号平台上开展了LTSTMR十万核心级别的数值实验工作。首次获得了太阳大气活动磁重联精细演化（0～500 km）耗散区内oblique不稳定性证据。证明了耗散区内微观集体集合效应宏观表现的3种具体形式:湍流磁场self-generating-organization、湍动等离子体self-feeding-sustaining及磁场与等离子体间的相互作用。该研究为在超算平台上应用三维磁重联模型开展大时空尺度湍流磁重联提供了一种新途径。

论文目录

• 1 引言
• 2 基本方程
• 3 理论模型
• 4 数学模型及算法
• 5 并行算法及优化
• 6 大尺度湍流磁重联数值模拟
•   6.1 基本参数
•   6.2 模拟结果

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 颜辉,朱伯靖,万文,钟英,David A Yune

关键词: 三维湍流磁重联,大时空尺度,磁能转移释放耗散,高能粒子加速,高性能计算

来源: 计算机科学 2019年08期

年度: 2019

分类: 信息科技,基础科学

专业: 地球物理学

单位: 中山大学国家超级计算广州中心,中国科学院云南天文台暨中国科学院天文大科学中心,美国哥伦比亚大学应用物理和数学系

基金: 中国科学院前沿局重点项目(QYZDJ-SSW-SLH012),国家自然科学基金广东联合基金(U1501501),广东省引进创新创业团队项目(2016ZT06D211),中山大学超算应用培育专项资助

分类号: P35

页码: 89-94

总页数: 6

文件大小: 4512K

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