Разработка алгоритмов и программного обеспечения для суперкомпьютерного моделирования терагерцового излучения в плазме

Проект направлен на разработку и реализацию эффективных параллельных вычислительных методов в виде комплекса программ для полномасштабного моделирования генерации терагерцового излучения в плазме на гибридных суперЭВМ, оснащенных графическими ускорителями и ускорителями Intel Xeon Phi. Разработка такого программного комплекса нацелена на проверку принципиальной возможности генерации мощного узкополосного терагерцового излучения во встречных кильватерных полях, возбуждаемых в плазме фемтосекундными лазерными импульсами. Такое моделирование требует построения новых параллельных вычислительных методов, пригодных для эффективного решения основных уравнений на массивных сетках. В рамках данного проекта будет создана новая реализация кинетической модели плазмы с учётом статистических подсеточных процессов на основе метода частиц в ячейках и метода Монте-Карло в 2,5D (2D3V) и 3D геометрии с высоким пространственным разрешением, а также внедрены алгоритмы параллельных вычислений с балансировкой вычислительной нагрузки. Реализация проекта даст возможность детальной интерпретации планируемых лабораторных экспериментов, а также позволит получить надёжный инструмент для поиска наиболее эффективных режимов генерации ТГц импульсов с рекордными параметрами на лазерных системах петаваттного класса.