Создание и исследование эффективных алгоритмов моделирования магнитной газовой динамики на высокопроизводительных параллельных вычислительных системах

Научная новизна проекта представляется в разработке нового метода, основывающегося на кинетическом подходе описания магнитогазодинамических процессов разного масштаба. При этом введение Больцмановской комплексной статистической функции распределения даёт возможность описания электромагнитных взаимодействий непосредственно на кинетическом уровне и получить более физически обоснованные модели динамики плазмы в различных условиях. Важным аспектом моделей будет являться имплементация процессов гравитационного взаимодействия и процессов излучения играющих важное значение для астрофизических проблем. С точки зрения численных методов исследования, данный подход позволяет использовать современные Больцмановские сетотчные методы и кинетически согласованные методы решения задач магнитной газовой динамики на параллельных вычислительных системах высокой и сверхвысокой производительности. Особое внимание будет уделено эффективности численных алгоритмов для таких систем в случае крупномасштабных вычислительных задач на пространственных трехмерных сетках более ~10 Млрд ячеек, и временных масштабах ~10000 шагов. Дополнительные усилия будут предприняты для получения и анализа значимых результатов на основе технологий данных большого объема, в частности оптимизации хранения и динамической визуализации для непосредственного сравнения с имеющимися астрофизическими наблюдениями. В то же время данные исследования представляют непосредственно практический интерес для решения астрофизических проблем меньшего масштаба, а именно физики солнечной системы, в которой солнце представляет собой магнетизированную высокотемпературной плазму, определяющую процессы воздействующие на планеты, магнитосферы и магнитного поля Земли, имевшие важное влияние на нашу жизнь. Важным практическим результатом представляется исследование излучающей плазмы в различных условиях в лаборатории.