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Exahype - 新一代超级计算机的仿真代码

时间:2021-11-23 12:55:05 来源:

LAPSEAND的轮廓表面的时间演变将移位矢α量两次穿刺黑洞β的头部碰撞相等MASSM = 1AT TIMEST = 0.5,7,8,10mandt = 15m,从左上角到右下方。Rev. D 97,084053,2018; DOI:10.1103 / physrevd.97.084053

即使在直接测量他们的引力波之后,仍然存在围绕黑洞的神秘。两个黑洞合并时会发生什么,或者星星与黑洞碰撞?现在已经由歌德大学法兰克福和法兰克福研究所的高级研究所(FIAS)的研究人员模拟了这一目标。模拟代码“Exahype”的设计使得它能够在未来的“Exascale”超级计算机上计算引力波。

模拟黑洞的挑战在于解决方程式的复杂爱因斯坦系统的必要性。这只能在数字上进行,并利用Power OI并行超级计算机。可以近似的解决方案的准确性和多么快,取决于所使用的算法。在这种情况下,团队由歌德大学理论物理研究所的Luciano Rezzolla教授领导,并弥补了一个里程碑。在长期之下,这种理论上的工作可以扩展除了黑洞之外,可以扩展从其他天文体中检测引力波的实验可能性。

采用俄罗斯物理学家Galerkin的想法的新型数值方法允许在超级计算机上计算重力波,具有非常高的精度和速度。“达到这个结果,这一直是全球许多群体多年的目标,并不容易,”Rezzolla教授说。“虽然我们所做的只是迈向建模现实黑洞的一步,但我们希望我们的方法成为所有未来计算的范例。”

ExaScale Computers - 像人类大脑一样快?

Rezollas团队是欧洲范围的一部分,其是开发引力波的数值模拟代码,“Exahype”,可以利用“ExaScale”超级计算机的力量。虽然他们尚未建造,但世界各地的科学家已经研究了如何利用ExaScale机器。这些超级计算机代表了当今“PetaScale”超级计算机的未来演变,并且预计将能够在地球上有昆虫进行每秒算术运算。这是一个具有18个零的数字,假设这种超级计算机将与人脑的容量相当。

虽然他们正在等待建造的第一个“ExaSGale”计算机,但Exahype科学家已经在德国最大的超级计算机中心测试了他们的软件。最大的是慕尼黑Leibniz超级计算中心LRZ,以及斯图加特的高性能计算中心HLR。这些计算机已构建超过100,000个处理器,并将很快变得更大。

模拟海啸和地震

由于基础方程中的类比,除了诸如黑洞和中子恒星之外的天体物理紧凑型物体之外,新的数学算法还允许调查海啸和地震。开发新的计算机算法,该算法将能够在电磁和引力的理论内进行数学描述固体,液体和气体,是欧洲委员会通过欧洲联盟的地平线2020研究和创新计划获得的研究项目的目标。法兰克福的科学家与慕尼黑(德国),特伦托(意大利)和达勒姆(英国)的同事密切合作。

“exahype项目中最令人兴奋的方面是理论物理,应用数学和计算机科学的独特组合,”特伦托应用数学队的领导者迈克尔·杜贝尔教授说。“只有这三个不同学科的组合才能利用超级计算机的潜力来了解宇宙的复杂性。”

exahype projekt:http://exahype.eu/

出版物:Michael Dumbser等,“爱因斯坦方程的共形和协助Z4制剂:具有不连续的Galerkin方案的强型双曲一阶减少和解决方案,“物理。Rev. D 97,084053,2018; DOI:10.1103 / physrevd.97.084053


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