Вычислительная магнитогидродинамика (ВМГД) - это быстро развивающаяся ветвь магнитной гидродинамики, в которой используются численные методы и алгоритмы для решения и анализа задач, связанных с электропроводящими жидкостями. Большинство методов, используемых в CMHD, заимствованы из хорошо зарекомендовавших себя методов, используемых в вычислительной гидродинамике . Сложность в основном возникает из-за наличия магнитного поля и его связи с жидкостью. Один из важных вопросов - численное поддержание(сохранение магнитного потока ) из уравнений Максвелла , чтобы избежать присутствия в растворах нереалистичных эффектов, а именно магнитных монополей .
Коды MHD с открытым исходным кодом
- Pencil Code
Сжимаемый резистивный МГД, внутренне свободное от расхождения, модуль встроенных частиц, явная конечно-разностная схема, производные высокого порядка, Fortran95 и C, распараллеливание до сотен тысяч ядер. Исходный код доступен. - RAMSES
RAMSES - это открытый исходный код для моделирования астрофизических систем с самогравитирующими, намагниченными, сжимаемыми, излучательными потоками жидкости. Он основан на методе адаптивного уточнения сетки (AMR) на полнопоточном градуированном октодереве. RAMSES написан на Fortran 90 и интенсивно использует библиотеку интерфейса передачи сообщений (MPI). [1] [2] Исходный код доступен. - RamsesGPU
RamsesGPU - это код MHD, написанный на C ++, на основе оригинального RAMSES, но только для регулярной сетки (без AMR ). Код был разработан для работы на больших кластерах графического процессора ( графические процессоры NVIDIA ), поэтому распараллеливание опирается на MPI для обработки распределенной памяти, а также на язык программирования CUDA для эффективного использования ресурсов графического процессора . Поддерживаются статические гравитационные поля. Реализованы различные методы конечных объемов. Исходный код доступен. - Athena
Athena - это сетевой код для астрофизической магнитогидродинамики (МГД). Он был разработан в первую очередь для исследования межзвездной среды, звездообразования и аккреционных потоков. [3] Исходный код доступен. - EOF-Library
EOF-Library - это программное обеспечение, объединяющее пакеты моделирования Elmer FEM и OpenFOAM . Он обеспечивает эффективную интерполяцию внутреннего поля и связь между конечным элементом и каркасом конечного объема . Возможные области применения - МГД, конвективное охлаждение электрических устройств, физика промышленной плазмы и микроволновый нагрев жидкостей. [4]
Коммерческие коды MHD
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Teyssier, R (2002). «Космологическая гидродинамика с адаптивным уточнением сетки. Новый код высокого разрешения RAMSES». Астрономия и астрофизика . 385 : 337–364. arXiv : astro-ph / 0111367 . Бибкод : 2002A & A ... 385..337T . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20011817 .
- ^ Геллер, К; Ван, П; Vazza, F; Тейсье, Р. (28 сентября 2015 г.). «Численная космология на ГПУ с Энцо и Рамзесом» . Журнал физики: Серия конференций . 640 (1): 012058. arXiv : 1412.0934 . Bibcode : 2015JPhCS.640a2058G . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 640/1/012058 . Проверено 1 июля 2016 года .
- ^ Стоун, Джеймс М .; Гардинер, Томас А .; Teuben, Питер; Хоули, Джон Ф .; Саймон, Джейкоб Б. (сентябрь 2008 г.). «Афина: новый код астрофизической МГД». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 178 (1): 137–177. arXiv : 0804.0402 . Bibcode : 2008ApJS..178..137S . DOI : 10.1086 / 588755 .
- ^ Венцельс, Юрис; Робак, Питер; Гежа, Вадим (01.01.2019). "Библиотека EOF: соединитель Elmer FEM и OpenFOAM с открытым исходным кодом для электромагнетизма и гидродинамики" . Программное обеспечениеX . 9 : 68–72. Bibcode : 2019SoftX ... 9 ... 68V . DOI : 10,1016 / j.softx.2019.01.007 , ISSN 2352-7110 .
- Брио, М., Ву, С.К. (1988), "Противоточная разностная схема для уравнений идеальной магнитогидродинамики", Журнал вычислительной физики , 75 , 400–422.
- Анри-Мари Дамевен и Клаус А. Хоффманн (2002), «Разработка схемы Рунге-Кутты с TVD для магнитогазодинамики», Журнал космических аппаратов и ракет , 34 , № 4, 624–632.
- Роберт В. МакКормак (1999), "Метод сохранения против ветра для уравнений идеальной магнитной гидродинамики", AIAA-99-3609 .
- Роберт В. Маккормак (2001), "Метод сохранения формы для магнито-гидродинамики", AIAA-2001-0195 .
дальнейшее чтение
- Торо, EF (1999), Решатели Римана и численные методы для динамики жидкости , Springer-Verlag.
- Ледвина С.А.; Ю.-Дж. Ма; Э. Каллио (2008). «Моделирование и моделирование текущей плазмы и связанных с ней явлений». Обзоры космической науки . 139 (1–4): 143–189. Bibcode : 2008SSRv..139..143L . DOI : 10.1007 / s11214-008-9384-6 .
Внешние ссылки
- NCBI