science >> Wetenschap >  >> Fysica

Team wint grote supercomputertijd om de rand van fusieplasma's te bestuderen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) heeft grote computeruren toegekend aan drie toonaangevende supercomputers, waaronder 's werelds snelste, aan een team onder leiding van C.S. Chang van het DOE's Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL). Het team pakt problemen aan die moeten worden opgelost voor een succesvolle werking van ITER, het internationale experiment in aanbouw in Frankrijk om de haalbaarheid aan te tonen van het produceren van fusie-energie - de kracht die de zon en de sterren aandrijft - in een magnetisch gecontroleerde fusie-installatie die een 'tokamak' wordt genoemd.

De prijs van het Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment (INCITE)-programma van de DOE bedraagt ​​in totaal 6,05 miljoen node-uren op drie Leadership Computing-faciliteiten in Oakridge en Argonne National Laboratories, die DOE Office of Science User Facilities zijn. Elk computerknooppunt heeft duizenden CPU-kernen, die individuele gegevensverwerkers zijn. Een enkel knooppunt-uur staat dus gelijk aan duizenden kernuren.

De toewijzing markeert het tweede jaar van de driejarige INCITE-aanduiding van het team, "en zal ons team in staat stellen zijn studie van de grensfysica van fusieplasma's voor ITER voort te zetten, ' zei Chang.

De PPPL-implementatie vindt plaats op deze drie supercomputers:

  • Bijeenkomst, de nieuw geïnstalleerde Oak Ridge-supercomputer die 's werelds krachtigste is, levert 1,05 miljoen node-uren.
  • Titan, ook bij Oak Ridge, zal 3,5 miljoen node-uren opleveren.
  • Theta, bij het Argonne National Laboratory, levert 1,5 miljoen node-uren op.

Het team zal de krachtige XGC1-deeltjescode gebruiken, ontwikkeld en onderhouden bij PPPL, om de dichtheid van de piekwarmteflux op de platen te modelleren die warmte en energie uit ITER zal afvoeren tijdens plasmabewerkingen met hoge opsluiting. In aanvulling, het team zal de overgang van het plasma van lage opsluiting naar hoge opsluiting bestuderen, waardoor ITER 10 keer meer energie kan produceren dan het zal gebruiken om het plasma te verwarmen.

Een derde stap is bedoeld om aan te tonen dat wat "resonante magnetische verstoringen" (RMP's) worden genoemd, het inbrengen van magnetische velden om instabiliteiten aan de rand van het plasma te verminderen of te elimineren, vermindert de dichtheid van het plasma veel meer dan de temperatuur. Vermindering van grote hoeveelheden van beide zou de plasmaprestaties verlagen en de fusiereacties verslechteren.