3D Kinetic Simulations of Whistler Turbulence on a Parallel Supercomputer
并行超级计算机上惠斯勒湍流的 3D 动力学模拟
基本信息
- 批准号:1202603
- 负责人:
- 金额:$ 42.6万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-07-01 至 2016-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The Principal Investigator's team will perform 3D electromagnetic particle-in-cell simulations of whistler turbulence in a joint effort by the University of Southern California (USC) and the Los Alamos National Laboratory (LANL), in order to understand the evolution of whistler turbulence and its role in energy transport and distribution in the solar wind and astrophysical plasmas. This team will study how the Earth and the heliosphere respond to small-scale, microscopic plasma processes created by turbulence, which may significantly affect the energy and momentum transport at the macroscopic scale in the interconnected Sun-heliosphere-Earth system. This team will also apply high performance computing techniques to plasma physics research through simulating the collective behavior of tens to hundreds of billions of particles on state-of-the-art, massively parallel supercomputers architectures using terabytes of memory. This research will lead to improved understanding of the effects of micro-scale plasma processes on the global dynamics of the macro-scale plasma systems that control the geospace environment. This research will provide modeling tools and physics parameters that will be relevant to the data analysis and mission planning to be performed for upcoming spacecraft missions. These results will also directly contribute to improving space weather predictions and will support and sustain a collaborative research infrastructure between an academic institution and a government research laboratory. This project will support a graduate student's Ph.D. dissertation, and will contribute to additional education and training through the incorporation of the research results and computational models developed in this study into graduate-level plasma physics and computational simulation courses at USC.
首席研究员的团队将在南加州大学(USC)和洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的联合努力中对惠斯勒湍流进行3D电磁粒子模拟,以了解惠斯勒湍流的演变及其在Solar Wind和天文学的能源运输和分配中的作用。该团队将研究地球和地球层如何应对由湍流产生的小规模的微观等离子体过程,这可能会严重影响互连的太阳透射地球系统中宏观尺度上的能量和动量传输。该团队还将通过模拟最先进的,庞大的平行超级计算机体系结构的集体行为,将高性能计算技术应用于等离子体物理学研究。这项研究将提高人们对微尺度等离子体过程对控制地道环境的宏观等离子体系统全球动态的影响。这项研究将提供建模工具和物理参数,这些工具和物理参数将与即将到来的航天器任务执行的数据分析和任务计划有关。这些结果还将直接有助于改善太空天气的预测,并将支持和维持学术机构与政府研究实验室之间的协作研究基础设施。该项目将支持研究生博士学位。论文,并将通过将本研究的研究结果和计算模型纳入研究生水平的等离子体物理学和计算模拟课程,从而为额外的教育和培训做出贡献。
项目成果
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