Карандашный код - Pencil Code

В Карандашный код это высший конечно-разностный код для решения уравнения в частных производных, написано в Фортран 95. Код предназначен для эффективных вычислений с массивными распараллеливание. Благодаря своей модульной структуре он может использоваться для самых разных физический установки вроде гидро- и магнитогидродинамика актуально, например, для астрофизика, геофизика, космология, турбулентность, и горение. Многие из таких установок доступны в виде готовых образцов.

Методы

Расчетная схема: конечно-разностный и неконсервативный; интегрирование по времени реализовано по явной схеме. Из-за использования векторный потенциал магнитное поле по своей природе бездивергентно. Высокий порядок (4, 6 и 10 порядок, а также односторонний или против ветра) производные доступны для разрешения сильных отклонений в масштабе сетки. С помощью набора автоматических тестов функциональность кода проверяется ежедневно. MPI используется для распараллеливания, но код также можно запускать непараллельно на простом ПК. Существуют модули для разных схем интегрирования по времени (например, трехступенчатый Рунге-Кутта ), лечение потрясения, динамика встроенных частиц, химия, массив параллельный ввод / вывод, так далее.

Приложения

Уголовный кодекс в основном применялся для описания сжимаемый турбулентность и резистивная магнитогидродинамика. Приложения включают исследования формирование планеты,[1] в солнечное динамо,[2] монохроматический перенос излучения,[3] в проблема коронарного нагрева,[4] диски мусора,[5] турбулентное горение твердого топлива и др.

История

Разработка Pencil Code была начата в 2001 году Акселем Бранденбургом и Вольфгангом Доблером во время «Летней школы Гельмгольца» в Исследовательский центр наук о Земле им. Гельмгольца в Потсдам. Первоначально он использовался для МГД турбулентность симуляции.[6] Разработку продолжила команда из примерно десяти владельцев кода и еще примерно 90 разработчиков, которые расширили код для своих научных исследований. Его используют дополнительные пользователи из различных областей науки. Репозиторий кода размещался по адресу NORDITA до 2008 года, а затем был переведен в Разработчики Google. В апреле 2015 года код был перенесен на GitHub. С июня 2018 года Уголовный кодекс поддерживает HDF5 формат данных.[7]

Рекомендации

  1. ^ Johansen, A .; Оиши, Джеффри С .; Mac Low, M.-M .; Klahr, H .; Henning, Th .; Юдин, А. (2007). «Быстрое планетезимальное образование в турбулентных околозвездных дисках». Природа. 448 (7157): 1022. arXiv:0708.3890. Bibcode:2007 Натур.448.1022J. Дои:10.1038 / природа06086. PMID  17728751.
  2. ^ Käpylä, P. J .; Mantere, M.J .; Бранденбург, А. (2012). «Циклическая магнитная активность из-за турбулентной конвекции в геометрии сферического клина». Astrophys. J. 755: L22. arXiv:1205.4719. Bibcode:2012ApJ ... 755L..22K. Дои:10.1088 / 2041-8205 / 755/1 / L22.
  3. ^ Heinemann T .; Dobler W .; Нордлунд Å .; Бранденбург А. (2006). «Перенос излучения в разложившихся доменах». Астрономия и астрофизика. 448 (2): 731. arXiv:Astro-ph / 0503510. Bibcode:2006 A&A ... 448..731H. Дои:10.1051/0004-6361:20053120.
  4. ^ Bourdin Ph.-A .; Bingert S .; Питер Х. (2013). «Трехмерная магнитогидродинамическая модель солнечной короны над активной областью, управляемая наблюдениями». Астрономия и астрофизика. 555: A123. arXiv:1305.5693. Bibcode:2013A и A ... 555A.123B. Дои:10.1051/0004-6361/201321185.
  5. ^ Лира. W .; Кучнер, М. Дж. (2013). «Образование острых эксцентрических колец в дисках обломков с газом, но без планет». Природа. 499 (7457): 184. arXiv:1307.5916. Bibcode:2013Натура.499..184л. Дои:10.1038 / природа12281. PMID  23846656.
  6. ^ Бранденбург А .; Доблер В. (2002). «Гидромагнитная турбулентность в компьютерном моделировании». Comput. Phys. Сообщество. 147: 471. arXiv:Astro-ph / 0111569. Bibcode:2002CoPhC.147..471B. Дои:10.1016 / S0010-4655 (02) 00334-X.
  7. ^ Бурден Ф.-А. (2020). «Моделирование солнечной корональной МГД на высокопроизводительных компьютерах». Geophys. И Astrophys. Fluid Dyn. 114: 235–260. arXiv:1908.08557. Bibcode:2020GApFD.114..235B. Дои:10.1080/03091929.2019.1643849.

внешняя ссылка