Kan、Yi-Kai;Franz X·Kärtner。;萨宾·勒博恩;Jens-Peter M.泽姆克。 一种用于相对论空间电荷场计算的基于GPU并行插值的快速多极方法。 （英语） Zbl 07723496号 计算。物理学。公社。 291，文章ID 108825，18 p.（2023）. 摘要：快速多极子方法（FMM）在束流物理模拟中受到越来越多的关注。在本研究中，我们提出了一种基于插值的FMM来计算相对论性空间电荷场。与准静电模型不同，我们的FMM是在实验室框架中制定的，并且可以在不借助洛伦兹变换的情况下应用。特别地，我们推导了一个改进的容许条件，该条件可以有效地控制所提出的FMM的插值误差。详细讨论了算法及其GPU并行化。包含串行和GPU并行解算器的包是用Julia编程语言实现的。与在单个CPU内核上执行相比，GPU并行化解算器可以达到超过100的加速。 MSC公司： 78至XX 光学、电磁理论 68倍 计算机科学 关键词：快速多极子;空间电荷场计算;可分离近似;容许条件;GPU并行化 软件：赫里布;BaryTree公司;REPTIL公司;FMM4RBGPU.jl;CUDA.jl公司;CUDA公司;朱莉娅;静态阵列.jl PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{Y.-K.Kan}等人，计算。物理学。Commun公司。291，文章ID 108825，18 p.（2023；Zbl 07723496） 全文： 内政部 arXiv公司 OA许可证 参考文献： [1] 张，H。；波特曼，J。；陶，Z。；达克斯伯里，P。；阮，C.-Y。；Makino，K。；Berz，M.，Microsc公司。小肛门。，21、S4、224-229（2015） [2] 张，H。；黄，H。；李，R。；陈，J。；Luo，L.-S.，AIP会议记录。，1812，1，第050001条pp.（2017） [3] 兰斯顿，M。；Lethin，R。；Letourneau，P。；莫尔斯，M。；Wei，J.，（第十二届国际粒子加速器会议论文集，国际粒子加速器大会第12期（2021年），JACoW出版社：瑞士日内瓦JACoW出版社），4237-4240 [4] 戈登，M。；范德吉尔，S。；Maxson，J。；Kim，Y.-K.，物理。修订加速度。梁，24，8，第084202条pp.（2021） [5] 施密德，S。；De Gersem，H。；多勒斯，M。；Gjonaj，E.，（第三届北美粒子加速器会议论文集。第三届北美洲粒子加速器会议文献集，WEPLE10（2019）） [6] Dawson，J.M.，修订版。物理。，55403-447（1983年） [7] Birdsall，C.K。；Langdon，A.B.，《计算机模拟等离子体物理》（2018），CRC出版社 [8] Flöttmann，K。；Lidia，S。；Piot，P.，《ASTRA粒子跟踪代码的最新改进》（2003），劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）：美国劳伦斯伯克莱国家实验室，技术代表。 [9] 强，J。；Lidia，S。；Ryne，R.D。；Limborg-Deprey，C.，物理。修订规范顶部。，加速度。Beams，9，第044204条，pp.（2006） [10] Qiang，J.，《物理学》。修订加速度。梁，21，第054201条pp.（2018） [11] 琼斯，F.W.，AIP Conf.Proc。，448, 1, 359-370 (1998) [12] S.A.Schmid、H.D.Gersem、E.Gjonaj、REPTIL——基于快速多极方法的相对论三维空间电荷粒子跟踪代码，2019年，未出版。 [13] Qiang，J.，《物理学》。修订加速度。梁，20，第014203条pp.（2017） [14] 施密德，S。；Gersem，H.D。；Gjonaj，E.，（第十二届国际粒子加速器会议记录，国际粒子加速器大会（2021年）第12号，JACoW出版社：瑞士日内瓦JACoW出版社），4244-4246 [15] 福比亚尼，G。；强，J。；Esarey，E。；Leemans，W.P。；杜根，G.，Phys。修订规范顶部。，加速度。Beams，9，第064402条，pp.（2006） [16] Kan，Y.-K。；Kärtner，F.X。；勒博恩，S。；Zemke，J.-P.M.，计算。物理学。社区。，286，第108668条pp.（2023）·Zbl 1512.78039号 [17] Wilson，L。；沃恩，N。；Krasny，R.，计算机。物理学。社区。，265，第108017条pp.（2021）·Zbl 07695386号 [18] Wienke，S。；施普林格，P。；特博文，C。；an Mey，D.，（Kaklamanis，C.；Papatheodorou，T.；Spirakis，P.G.，《2012年欧洲-巴黎并行处理》（2012），斯普林格-柏林-海德堡：斯普林格柏林-海德堡-柏林，海德堡），859-870 [19] 方，W。；Darve，E.，J.计算。物理。，228, 23, 8712-8725 (2009) ·Zbl 1177.65009号 [20] 王，L。；Krasny，R。；特卢波娃，S.，Commun。计算。物理。，28, 4, 1415-1436 (2020) ·Zbl 1473.65025号 [21] Wilson，L.，《生物分子溶剂化中数值方法的发展与应用》（2021），密歇根大学博士论文 [22] Börm，S.，《非局部算子的有效数值方法：（H^2）-矩阵压缩、算法和分析》，EMS数学丛书，第14卷（2010年），欧洲数学学会（EMS）：欧洲数学学会·Zbl 1208.65037号 [23] Hackbusch，W.，《层次矩阵：算法与分析》，第49卷（2015），施普林格出版社·Zbl 1336.65041号 [24] Appel，A.W.，SIAM J.科学。统计计算。，6, 1, 85-103 (1985) [25] Dehnen，W.，J.计算。物理。，179，1，27-42（2002年）·Zbl 1130.85303号 [26] Bezanson，J。；Edelman，A。；卡宾斯基，S。；Shah，V.B.，SIAM版本，59，1，65-98（2017）·兹比尔1356.68030 [27] 横田，R。；Narumi，T。；Sakamaki，R。；Kameoka，S。；奥比，S。；Yasuoka，K.，计算。物理学。社区。，180, 11, 2066-2078 (2009) [28] 拉舒克，I。；Chandramowlishwaran，A。；兰斯顿，H。；Nguyen，T.-A。；桑帕斯，R。；Shringarpure，A。；Vuduc，R。；Ying，L。；Zorin，D。；Biros，G.，（高性能计算网络、存储和分析会议记录（2009）），1-12 [29] 横田，R。；Bardhan，J.P。；Knepley，M.G。；Barba，L。；滨田，T.，计算。物理学。社区。，182, 6, 1272-1283 (2011) ·Zbl 1259.78044号 [30] 横田，R。；Barba，L。；Narumi，T。；Yasuoka，K.，计算。物理学。社区。，184, 3, 445-455 (2013) [31] Wang，Y。；王，Q。；邓，X。；夏，Z。；严，J。；Xu，H.，高级工程师软件。，82, 105-118 (2015) [32] 阿德尔曼，R。；Gumerov，N.A。；Duraiswami，R.，IEEE传输。马格纳。，53，12，1-11（2017） [33] 高桥，T。；塞卡，C。；方，W。；Darve，E.，《国际数学家杂志》。方法工程，89，1，105-133（2012）·Zbl 1242.68364号 [34] 刘杰。；罗布森，M。；奎因，T。；Kulkarni，M.，（美国计算机学会超级计算国际会议论文集，ICS’19（2019），计算机械协会：美国纽约州纽约市计算机械协会），24-34 [35] Burtscher，M。；Pingali，K.，（Mei，W.；Hwu，W.，GPU Computing Gems Emerald Edition.GPU Competing Gems翡翠版，GPU计算系列的应用（2011），Morgan Kaufmann:Morgan Koufmann Boston），75-92 [36] Leighton Wilson，2022年，私人通信。 [37] Wilson，L。；沃恩，N.，BaryTree（2021） [38] Cheng，J。；格罗斯曼，M。；McKercher，T.，专业CUDA C编程（2014），John Wiley&Sons [39] Ferris，A.，StaticArrays（2016） [40] Julia Computing，CUDA.jl（2016） [41] 贝萨德，T。；Foket，C。；萨特，B.D.，IEEE Trans。并行分配系统。，30, 4, 827-841 (2019) [42] 科尔曼，T.H。；Leiserson，C.E。；里维斯特，R.L。；Stein，C.，《算法导论》（2022），麻省理工学院出版社·Zbl 1503.68002号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配，并且可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。