Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Kinetic structures of quasi-perpendicular shocks in global particle-in-cell simulations
KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), High Performance Computing and Visualization (HPCViz).
KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), High Performance Computing and Visualization (HPCViz).ORCID-id: 0000-0003-0639-0639
KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), High Performance Computing and Visualization (HPCViz).ORCID-id: 0000-0002-9901-9857
Visa övriga samt affilieringar
2015 (Engelska)Ingår i: Physics of Plasmas, ISSN 1070-664X, E-ISSN 1089-7674, Vol. 22, nr 9, artikel-id 092109Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

We carried out global Particle-in-Cell simulations of the interaction between the solar wind and a magnetosphere to study the kinetic collisionless physics in super-critical quasi-perpendicular shocks. After an initial simulation transient, a collisionless bow shock forms as a result of the interaction of the solar wind and a planet magnetic dipole. The shock ramp has a thickness of approximately one ion skin depth and is followed by a trailing wave train in the shock downstream. At the downstream edge of the bow shock, whistler waves propagate along the magnetic field lines and the presence of electron cyclotron waves has been identified. A small part of the solar wind ion population is specularly reflected by the shock while a larger part is deflected and heated by the shock. Solar wind ions and electrons are heated in the perpendicular directions. Ions are accelerated in the perpendicular direction in the trailing wave train region. This work is an initial effort to study the electron and ion kinetic effects developed near the bow shock in a realistic magnetic field configuration.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
American Institute of Physics (AIP), 2015. Vol. 22, nr 9, artikel-id 092109
Nyckelord [en]
Cyclotrons, Electron beams, Ions, Kinetic theory, Kinetics, Magnetic fields, Magnetic levitation vehicles, Magnetism, Magnetosphere, Particle beam dynamics, Plasma shock waves, Solar wind, Electron cyclotron waves, Ion kinetic effect, Kinetic structure, Magnetic field configurations, Magnetic field line, Particle-in-cell simulations, Quasi-perpendicular shocks, Solar-wind ions, Magnetic field effects
Nationell ämneskategori
Fysik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-177749DOI: 10.1063/1.4930212ISI: 000362571800024Scopus ID: 2-s2.0-84942058186OAI: oai:DiVA.org:kth-177749DiVA, id: diva2:875099
Anmärkning

QC 20151130

Tillgänglig från: 2015-11-30 Skapad: 2015-11-25 Senast uppdaterad: 2017-12-01Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Data Movement on Emerging Large-Scale Parallel Systems
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Data Movement on Emerging Large-Scale Parallel Systems
2017 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Large-scale HPC systems are an important driver for solving computational problems in scientific communities. Next-generation HPC systems will not only grow in scale but also in heterogeneity. This increased system complexity entails more challenges to data movement in HPC applications. Data movement on emerging HPC systems requires asynchronous fine-grained communication and efficient data placement in the main memory. This thesis proposes an innovative programming model and algorithm to prepare HPC applications for the next computing era: (1) a data streaming model that supports emerging data-intensive applications on supercomputers, (2) a decoupling model that improves parallelism and mitigates the impact of imbalance in applications, (3) a new framework and methodology for predicting the impact of largescale heterogeneous memory systems on HPC applications, and (4) a data placement algorithm that uses a set of rules and a decision tree to determine the data-to-memory mapping in heterogeneous main memory.

The proposed approaches in this thesis are evaluated on multiple supercomputers with different processors and interconnect networks. The evaluation uses a diverse set of applications that represent conventional scientific applications and emerging data-analytic workloads on HPC systems. The experimental results on the petascale testbed show that the approaches obtain increasing performance improvements as system scale increases and this trend supports the approaches as a valuable contribution towards future HPC systems.

Abstract [sv]

Storskaliga HPC-system är en viktig drivkraft för att lösa datorproblem i vetenskapliga samhällen. Nästa generations HPC-system kommer inte bara att växa i skala utan också i heterogenitet. Denna ökade systemkomplexitet medför flera utmaningar för dataförflyttning i HPC-applikationer. Dataförflyttning på nya HPC-system kräver asynkron, finkorrigerad kommunikation och en effektiv dataplacering i huvudminnet.

Denna avhandling föreslår en innovativ programmeringsmodell och algoritm för att förbereda HPC-applikationer för nästa generation: (1) en dataströmningsmodell som stöder nya dataintensiva applikationer på superdatorer, (2) en kopplingsmodell som förbättrar parallelliteten och minskar obalans i applikationer, (3) en ny metologi och struktur för att förutse effekten av storskaliga, heterogena minnessystem på HPC-applikationer, och (4) en datalägesalgoritm som använder en uppsättning av regler och ett beslutsträd för att bestämma kartläggningen av data-till-minnet i det heterogena huvudminnet.

Den föreslagna programmeringsmodellen i denna avhandling är utvärderad på flera superdatorer med olika processorer och sammankopplingsnät. Utvärderingen använder en mängd olika applikationer som representerar konventionella vetenskapliga applikationer och nya dataanalyser på HPC-system. Experimentella resultat på testbädden i petascala visar att programmeringsmodellen förbättrar prestandan när systemskalan ökar. Denna trend indikerar att modellen är ett värdefullt bidrag till framtida HPC-system.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
KTH Royal Institute of Technology, 2017. s. 116
Serie
TRITA-CSC-A, ISSN 1653-5723 ; 2017:25
Nationell ämneskategori
Datavetenskap (datalogi)
Forskningsämne
Datalogi
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-218338 (URN)978-91-7729-592-1 (ISBN)
Disputation
2017-12-18, F3, Lindstedtsvägen 26, Stockholm, 10:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Anmärkning

QC 20171128

Tillgänglig från: 2017-11-28 Skapad: 2017-11-27 Senast uppdaterad: 2018-01-13Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Personposter BETA

Markidis, StefanoLaure, Erwin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Peng, I. BoMarkidis, StefanoLaure, Erwin
Av organisationen
High Performance Computing and Visualization (HPCViz)
I samma tidskrift
Physics of Plasmas
Fysik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 91 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf