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用于空间放大模拟的具有纵向周期和横向开放边界条件的快速并行三维泊松解算器。 (英语) Zbl 1411.65154号

摘要:具有纵向周期和横向开放边界条件的三维泊松解算器在粒子加速器的束流物理中具有重要应用。本文提出了一种用谱有限差分法求解泊松方程的快速有效方法。该方法使用的计算域仅包含带电粒子束,计算复杂度为\(O(N_u(\log N_{\mathrm{mode}})),其中\(N_u\)是未知数的总数,\(N_{mathrm}mode}}\)是纵向或方位模的最大数目。这节省了在大型扩展计算域中使用人工边界条件的计算时间和内存使用。新的3D泊松解算器在多处理器计算机上使用消息传递接口(MPI)进行并行化,并显示出合理的并行性能,最多可达数百个处理器内核。

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65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
65号06 含偏微分方程边值问题的有限差分方法
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
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