GEAR-RT：基于任务并行和动态子循环的宇宙学模拟朝向 Exa-Scale 动量矩辐射传递
摘要：GEAR-RT：一种基于M1近似的辐射传输求解器的开发和实现进程，并且使用标准的辐射传输测试进行验证。GEAR-RT模仿了RAMSES-RT的结构，但存在一些关键差异。首先，RAMSES-RT使用有限体积方法和自适应网格细化（AMR）策略，而GEAR-RT使用粒子作为离散元素，并使用有限体积粒子方法（FVPM）来求解方程。其次，GEAR-RT利用了SWIFT的任务并行化策略，这使得负载平衡、缓存效率、异步通信以及基于工作而非数据的域分解都得到了优化。GEAR-RT能够在单个流体力学步长期间执行辐射传输步骤的子循环。辐射传输需要比流体力学更小的时间步长，而子循环可以跳过一些非严格必要的计算。实际上，在具有重力、流体力学和辐射传输的测试用例中，子循环能够将模拟的运行时间缩短超过90％。当涉及到任务并行时，仅让部分涉及的物理过程进行子循环是一种人为的方式，并且是SWIFT的全新特性。 由于GEAR-RT使用FVPM，所以给出了有关有限体积方法和有限体积粒子方法的详细介绍。在天体物理学文献中，有关FVPM的方法有两种：Hopkins（2015）在其GIZMO代码中实施了一种，而Ivanova等人（2013）提到的方法至今尚未使用。在本研究中，测试了Ivanova等人（2013）版本的实现，并得出结论：该方法在当前形式下不能与与流体共动的粒子一起使用，而这是宇宙学模拟的一个关键特征。
作者：Mladen Ivkovic
论文ID：2302.12727
分类：Instrumentation and Methods for Astrophysics
分类简称：astro-ph.IM
提交时间：2023-03-14