Динамическая оптимизация ансамбля макрочастиц в суперкомпьютерном моделировании лазерной плазмы

Объектом исследования является схема численного моделирования лазерной плазмы, основанная на применении метода частиц в ячейках. Цель работы – разработка комплекса средств для моделирования процессов, характеризующихся существенным возрастанием числа реальных частиц плазмы, на основе динамического сокращения числа макрочастиц для предотвращения неприемлемого нарастания их количества. Основным результатом НИР является разработка модифицированных методов динамической оптимизации ансамбля макрочастиц и методики их анализа и сравнения, апробация методов на модельных и реальных задачах, а также разработка высокопроизводительных реализаций методов численного моделирования, учитывающих эффекты квантовой электродинамики. Практическая значимость работы определяется тем, что разработанные методы внедрены в программные комплексы, которые активно используются при решении задач. При выполнении НИР использовались методы вычислительной физики, вычислительной математики, высокопроизводительных вычислений и параллельного программирования. Результаты и выводы, приведенные в данном отчете, могут быть использованы при выполнении НИР и НИОКР, связанных с численным моделированием в задачах лазерной физики с учетом эффектов квантовой электродинамики. Предполагается, что разработанные прототипы программных комплексов позволят выполнять численные моделирования на суперкомпьютерах в рамках перспективного масштабного проекта XCELS, развиваемого в Нижегородском регионе.