穆勒·莫雷拉·洛佩斯;玛格丽特·奥利维拉·多明格斯;拉尔夫·迪特丁;奥迪姆·门德斯 空间等离子体应用AMROC框架中的磁流体动力学自适应解算器。 （英语） Zbl 1467.76039号 Deiterding，Ralf（ed.）等人，复杂应用的笛卡尔CFD方法。2019年7月14日至19日在西班牙巴伦西亚举行的2019年国际文博会上，根据小型研讨会的陈述选出论文。查姆：斯普林格。SEMA SIMAI Springer系列。ICIAM 2019 SEMA SIMAI Springer系列。1993年3月3日至122日（2021年）。 概述：等离子体干扰影响卫星和航天器，并可能给地球上的电信和敏感传感器系统带来严重问题。考虑到等离子体现象的巨大规模，单个位置的数据收集不足以覆盖整个相关环境。因此，计算等离子体模型已经成为空间科学，特别是近地磁层的一个重要问题。然而，这些扰动的模拟提出了许多物理、数值和计算挑战。在这项工作中，我们讨论了我们最近的磁流体动力学求解器，它是在MPI并行AMROC（面向对象C++中的自适应网格优化）框架中实现的，其中实现了特定的物理模型和自动网格生成过程。使用一系列重要空间应用程序进行的性能分析验证了解算器的功能，并确认了我们方法的技术重要性。关于整个系列，请参见[Zbl 1459.65004号]. 引用于1文件 MSC公司： 76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用 76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用 76X05型 电磁场中的电离气体流动；浆流 76周05 磁流体力学和电流体力学 2005年5月 并行数值计算 关键词：等离子体扰动;并行计算;二阶龙格-库塔法;MUSCL方案;数值通量 软件：雅典娜;AMROC公司;ParaView视图;ENZO公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.M.Lopes}等人，SEMA SIMAI Springer Ser。ICIAM 2019 SEMA SIMAI Springer系列。3、93-122（2021年；Zbl 1467.76039） 全文： 内政部 链接 参考文献： [1] Ahrens，J.，Geveci，B.，Law，C.：ParaView。洛斯阿拉莫斯国家实验室，洛斯阿拉莫斯（2005） [2] 贝尔·J。；MJ Berger；萨尔茨曼，J。；欢迎，M.，《双曲守恒律的三维自适应网格加密》，SIAM J.Sci。计算。，15, 127-138 (1994) ·Zbl 0793.65072号 ·doi:10.1137/0915008 [3] Berger，M.J.：双曲偏微分方程的自适应网格精化。斯坦福大学博士论文（1982年） [4] MJ Berger；Colella，P.，《冲击流体动力学的局部自适应网格细化》，J.Compute。物理。，82, 1, 64-84 (1989) ·Zbl 0665.76070号 ·doi:10.1016/0021-9991（89）90035-1 [5] MJ Berger；Oliger，J.，双曲型偏微分方程的自适应网格加密，J.Compute。物理。，53, 484-512 (1984) ·Zbl 0536.65071号 ·doi:10.1016/0021-9991（84）90073-1 [6] Bittencourt，JA，等离子体物理基础（2004），纽约：Springer，纽约·Zbl 1084.76001号 ·doi:10.1007/978-1-4757-4030-1 [7] Brackbill，JU；巴恩斯，DC，非零B对磁流体动力学方程数值解的影响，J.Compute。物理。，35, 3, 426-430 (1980) ·Zbl 0429.76079号 ·doi:10.1016/0021-9991（80）90079-0 [8] 查普曼，S。；费拉罗，VCA，《磁暴的新理论》，《自然》，1263169129-130（1930）·数字对象标识代码：10.1038/126129a0 [9] 查普曼，S。；费拉罗，VCA，磁暴新理论，地球。Magn.公司。大气。电气。，36, 171-186 (1931) ·Zbl 0009.09402号 ·doi:10.1029/TE036i003p00171 [10] Childs，H.、Brugger，E.、Whitlock，B.、Meredith，J.、Ahern，S.、Pugmire，D.、Biagas，K.、Miller，M.、Harrison，C.、Weber，G.H.、Krishnan，H.，Fogal，T.、Sanderson，A.、Garth，C.、Bethel，E.W.、Camp，D.、Rübel，O.、Durant，M.，Favre，J.M.、Navrátil，P.：VisIt：可视化和分析超大数据的最终用户工具。In:Bethel，E.W.，Childs，H.，Hansen，C.（编辑）《高性能可视化——实现极端规模的科学洞察力》，第1版。，第16章，第357-372页。查普曼和霍尔/CRC，纽约（2012年） [11] 科恩，A。；西亚雷特，PG；Lions，JL，数值分析中的小波方法，《数值分析手册》（2000），阿姆斯特丹：Elsevier，Amsterdam·Zbl 0976.65124号 [12] A.德纳。；凯姆·F。；Kröner，D。；蒙兹，C-D；Schnitzer，T。；Wesenberg，M.，MHD方程的双曲散度清理，J.Compute。物理。，175, 2, 645-673 (2002) ·Zbl 1059.76040号 ·doi:10.1006/jcph.2001.6961 [13] Deiterding，R.：多维爆轰结构的并行自适应模拟。科特布斯大学Brandenburgische Technische Universityät Cottbus博士论文（2003） [14] Deiterding，R。；Plewa，T。；林德，T。；Weirs，VG，分布式内存计算机AMR算法的构造和应用，自适应网格优化-理论和应用，361-372（2005），柏林：Springer，柏林·Zbl 1065.65114号 ·doi:10.1007/3-540-27039-6_26 [15] Deiterding，R.，块结构自适应网格细化——理论、实现和应用，ESAIM:Proc。，34, 97-150 (2011) ·Zbl 1302.65220号 ·doi:10.1051/proc/201134002 [16] Deiterding，R.，Domingues，M.O.：《AMROC框架中多分辨率网格适配标准的评估》，《第五届工程并行、分布式、网格和云计算国际会议论文集》，第111卷。土木工程出版社（2017） [17] Deiterding，R。；密苏里州多明格斯；戈麦斯（SM Gomes）；Roussel，O。；Schneider，K.，《自适应多分辨率或自适应网格细化：2D Euler方程的案例研究》，ESAIM Proc。，2009年8月29日至42日·Zbl 1301.76058号 ·doi:10.1051/proc/2009053 [18] Deiterding，R。；密苏里州多明格斯；Schneider，K.，《多分辨率分析作为有效动态网格自适应的标准——SAMR框架中Euler方程的案例研究》，AMROC，Compute。流体，205104583（2020）·Zbl 1519.76278号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2020.104583 [19] 密苏里州多明格斯；Deiterding，R。；莫雷拉·洛佩斯，M。；戈麦斯，AKF；O·门德斯。；Schneider，K.，AMROC框架中磁流体动力学基于小波的并行动态网格自适应，计算。流体，190，374-381（2019）·Zbl 1496.76090号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2019.06.025 [20] 密苏里州多明格斯；戈麦斯（SM Gomes）；Roussel，O。；Schneider，K.，自适应多分辨率方法，ESAIM Proc。，2011年9月34日·兹比尔1302.65185 ·doi:10.1051/proc/201134001 [21] Eastwood，J.P.，Biffis，E.，Hapgood，M.A.，Green，L.，Bisi，M.M.，Bentley，R.D.，Wicks，R.，McKinnell，L.A.，Gibbs，M.，Burnett，C.：太空天气的经济影响：我们站在哪里？风险分析。37(2) (2017) [22] Feng，X.，《太阳日冕和日光层的磁流体动力学建模》（2020年），新加坡：斯普林格出版社，新加坡·doi:10.1007/978-981-13-9081-4 [23] Fromang，S。；Hennebelle等人。；Teyssier，R.，用于天体物理MHD的具有约束传输和自适应网格细化的高阶Godunov格式，Astron。天体物理学。，457, 2, 371-384 (2006) ·doi:10.1051/0004-6361:20065371 [24] Gheller，C.：计算天体物理学的ENZO和RAMSES代码。《技术报告》，瑞士国家超级计算中心（2017年）。可在线访问https://hpc-forge.cineca.it/files/CoursesDev/public/2017/hpc_methods_for_Computational_Fluid_Dynamics_and_Atrophysics/Bologna/ASTR02-ENZO_and_RAMSES_Codes-Gheller.pdf [25] Goedbloed，P.，Keppens，R.：天体物理等离子体磁流体动力学讲稿。第四章：MHD模型。乌得勒支大学技术报告，2004年9月/2005年1月。可在线访问https://perswww.kuleuven.be/u0016541/MHD_sheets_pdf/nsp430m.06.4.pdf [26] 哈格里夫斯，JK，《太阳-陆地环境》（1992），剑桥：剑桥大学出版社，剑桥·doi:10.1017/CBO9780511628924 [27] Harten，A.，双曲守恒律数值解的多分辨率算法，Commun。纯应用程序。数学。，48, 12, 1305-1342 (1995) ·Zbl 0860.65078号 ·doi:10.1002/cpa.3160481201 [28] Harten，A。；松驰，PD；van Leer，B.，《关于双曲守恒律的上游差分和Godunov型格式》，SIAM Rev.，25，1，35-61（1983）·Zbl 0565.65051号 ·数字对象标识代码：10.1137/1025002 [29] Hopkins，PF，控制数值MHD中发散误差的约束粒度方法，Mon。不是。R.阿斯顿。Soc.，462，576-587（2016）·doi:10.1093/mnras/stw1578 [30] 江，R-L；方，C。；Chen，P-F，一种用于天体物理的具有自适应网格细化和并行化的新型MHD代码，计算。物理学。社区。，183, 8, 1617-1633 (2012) ·Zbl 1307.85001号 ·doi:10.1016/j.cpc.2012.02.030 [31] 科伦，B。；Vreugdenhil，CB公司；Koren，B.，对流、扩散和源项的稳健迎风离散化方法，对流扩散问题的数值方法。《数值流体力学注释》，117-138（1993），德国：维埃格，德国·Zbl 0805.76051号 [32] Landau，L.D.，Lifshitz，E.M.，Pitaevskii，L.P.：《连续介质电动力学》，第8卷。理论物理课程S，佩加蒙，第二版。(2004) [33] LeVeque，RJ，《保护法的数值方法》（1990年），巴塞尔：Birkhäuser Verlag，巴塞尔·Zbl 0723.65067号 ·doi:10.1007/978-3-0348-5116-9 [34] 米农，A。；Tzeferacos，P。；Bodo，G.，《细胞中心MHD的高阶保守有限差分GLM-MHD格式》，J.Compute。物理。，229, 17, 5896-5920 (2010) ·Zbl 1425.76305号 ·doi:10.1016/j.jcp.2010.04.013 [35] 三好，T。；Kusano，KA，理想磁流体力学的多状态HLL近似黎曼解算器，J.Compute。物理。，208, 315-344 (2005) ·Zbl 1114.76378号 ·doi:10.1016/j.jcp.2005.02.017 [36] 莫雷拉·洛佩斯，M。；Deiterding，R。；戈麦斯，AKF；O·门德斯。；Domingues，M.，一个理想的可压缩磁流体力学解算器，具有并行块结构自适应网格细化，Compute。流体，173，293-298（2018）·Zbl 1410.76252号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2018.01.032 [37] 缪勒，S.：《保护法的自适应多尺度方案》，第27卷。计算科学与工程讲稿。斯普林格，海德堡（2003）·兹比尔1016.76004 [38] Ogino，T.，《太阳风与地球磁层相互作用的三维MHD模拟：场对准电流的产生》，J.Geophys。研究，91，A6，6791-6806（1986）·doi:10.1029/JA091iA06p06791 [39] Ogino，T。；Y.大村。；Matsumoto，H.，二维MHD代码，《计算机空间等离子体物理：模拟和软件》，161-191（1993），东京：Terra Scientific Publishing，东京 [40] Ogino，T。；RJ Walker；Ashour Abdalla，M.，行星际磁场向北时磁鞘和磁层的全球磁流体动力学模拟，IEEE Trans。等离子体科学。，20, 6, 817-828 (1992) ·数字对象标识代码：10.1109/27.199534 [41] Roe，PL，欧拉方程基于特征的方案，年。流体力学版次。，18, 1, 337-365 (1986) ·Zbl 0624.76093号 ·doi:10.1146/annurev.fl.18.010186.002005年 [42] 康涅狄格州罗素；卢曼，JG；Strangeway，RJ，《空间物理：导论》（2016），剑桥：剑桥大学出版社，剑桥 [43] Schrijver，C.J.，Kauristie，K.，Aylward，A.D.，Denardini，C.M.，Gibson，S.E.，Glover，A.，Gopalswamy，N.，Grande、M.、。，Valladares，C.E.，Vilmer，N.：理解空间天气保护社会：空间研委会和ILWS委托的2015-2025年全球路线图。高级空间研究55（12），2745-2807（2015） [44] 斯通，吉咪；加德纳，TA；特本，P。；JF霍利；西蒙，JB，雅典娜：天体物理MHD的新代码，天体物理学。补充期刊。，178, 1, 137-177 (2008) ·doi:10.1086/588755 [45] Toro，EF，Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics:A Practical Introduction（1999），柏林：施普林格出版社，柏林·Zbl 0923.76004号 ·doi:10.1007/978-3-662-03915-1 [46] Tóth，G.，《冲击捕获磁流体力学规范中的B约束》，J.Compute。物理。，161, 605-652 (2000) ·Zbl 0980.76051号 ·doi:10.1006/jcph.2000.6519 [47] 托特，G。；范德霍尔斯特，B。；索科洛夫，IV；德泽乌，DL；德州仪器Gombosi；方，F。；曼彻斯特，WB；X孟。；纳吉布博士。；鲍威尔，KG；斯托特，QF；Glocer，A。；马，Y-J；Opher，M.，《空间天气建模中的自适应数值算法》，J.Compute。物理。，231, 870-903 (2012) ·doi:10.1016/j.jcp.2011.02.006 [48] van Leer，B.，《走向最终保守差分格式》，II。单调性和守恒性结合在一个二阶格式中。J.计算。物理。，14, 4, 361-370 (1974) ·兹伯利0276.65055 [49] van Leer，B.，《朝向最终保守差分格式III，理想可压缩流的以上游为中心的有限差分格式》。J.计算。物理。，23, 3, 263-275 (1977) ·Zbl 0339.76039号 [50] van Leer，B.，《走向最终保守差分格式》，V.戈杜诺夫方法的二阶续集。J.计算。物理。，3201-136（1979年）·Zbl 1364.65223号 [51] 范阿尔巴达，GD；van Leer，B。；罗伯茨，WW；侯赛尼，MY；van Leer，B。；van Rosendale，J.，《宇宙气体动力学计算方法的比较研究，逆风和高分辨率方案》，95-103（1997），柏林：施普林格出版社，柏林·doi:10.1007/978-3-642-60543-76 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。