运动学发电机的并行时间积分
计算物理
2020-04-01 v1
摘要
导致地球和太阳中自然发电机的精确机制仍未被完全理解。自然发电机的数值模拟计算量极大，并且在远离真实条件的参数 regime 中进行。空间并行化是在高性能计算机上加速模拟的常用策略，但最终会遇到扩展极限。为了利用现在可用的高数量处理器核，需要额外的并行化方向。并行时间方法可以在空间划分所提供的加速之外提供加速，但尚未应用于发电机模拟。本文研究了使用并行时间算法 Parareal 结合开源 Dedalus 谱求解器来加速运动学发电机初值问题模拟的可行性。在时间无关的 Roberts 和时间相关的 Galloway-Proctor 2.5D 发电机上，在一系列磁雷诺数下进行了研究。两种情况下均发现了超出空间并行化可能范围的加速。Galloway-Proctor 流的结果很有前景，Parareal 效率接近 0.3。Roberts 流结果的效率较低，但 Parareal 仍显示出相对于仅空间并行化的一些加速。对于 Galloway-Proctor 流，在 1600 个核上发现了空间与时间并行加速约 300 倍，总并行效率约 0.16。
引用
@article{arxiv.1902.00387,
title = {Parallel-in-time integration of Kinematic Dynamos},
author = {Andrew T. Clarke and Christopher J. Davies and Daniel Ruprecht and Steven M. Tobias},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.00387},
year = {2020}
}