具有伪真空磁边界条件的球壳发电机并行有限体积模拟
计算物理
2023-07-26 v2 数值分析
数值分析
摘要
本文研究具有伪真空磁边界条件的快速旋转球壳中磁流体动力学（MHD）发电机的并行模拟。采用基于并置准均匀立方球网格的二阶有限体积格式对 MHD 发电机方程进行空间离散。为保证磁场的无散条件，我们采用一种广泛使用的方法，即在感应方程中引入伪压力。时间积分通过二阶近似因子分解方法拆分，得到两个线性代数系统，均用预条件 Krylov 子空间迭代法求解。进而设计了一种基于区域分解和多重网格方法的多级限制加性 Schwarz 预条件子以提升效率与可扩展性。我们用代码获得了两个基准算例的精确数值解，与现有局部方法结果相当。在神威太湖之光超级计算机上进行的若干大规模测试显示出良好的强可扩展性与弱可扩展性，且多级预条件子至多 10368 个处理器核时带来显著提升。
引用
@article{arxiv.2009.02171,
title = {Parallel finite volume simulation of the spherical shell dynamo with pseudo-vacuum magnetic boundary conditions},
author = {Liang Yin and Chao Yang and Shi-Zhuang Ma and Ying Cai and Keke Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.02171},
year = {2023}
}