Un code astrophysique révolutionnaire, nommé Octo-Tiger, simule l’évolution de systèmes vehicle-gravitaires et rotatifs de géométrie arbitraire en utilisant le raffinement adaptatif du maillage et une nouvelle méthode pour paralléliser le code pour atteindre des vitesses supérieures.



Ce nouveau code pour modéliser les collisions stellaires est furthermore rapide que le code établi utilisé pour les simulations numériques. La recherche est concern d’une collaboration distinctive entre des informaticiens expérimentaux et des astrophysiciens du département de physique et d’astronomie de l’Université d’État de Louisiane, du LSU Middle for Computation & Technology, de l’Université de l’Indiana à Kokomo et de l’Université Macquarie, en Australie, aboutissant à as well as d’un an de exams de référence et des simulations scientifiques, appuyées par plusieurs subventions de la NSF, dont une spécifiquement conçue pour briser la barrière entre l’informatique et l’astrophysique.

« Grâce à un effort and hard work important dans le cadre de cette collaboration, nous disposons désormais d’un cadre de calcul fiable pour simuler des fusions stellaires », a déclaré Patrick Motl, professeur de physique à l’Université de l’Indiana à Kokomo. « En réduisant considérablement le temps de calcul nécessaire pour terminer une simulation, nous pouvons commencer à poser de nouvelles queries qui ne pouvaient pas être résolues lorsqu’une simulation de fusion special était précieuse et prenait beaucoup de temps. Nous pouvons explorer furthermore d’espace de paramètres, examiner une simulation à très haut résolution spatiale ou pour des temps as well as longs après une fusion, et nous pouvons étendre les simulations pour inclure des modèles physiques moreover complets en incorporant le transfert radiatif, par exemple.  »



Récemment publié dans les Avis mensuels de la Royal Astronomical Culture, « Octo-Tiger : Un nouveau code hydrodynamique 3D pour les fusions stellaires qui utilise la parallélisation HPX », analyze les performances et la précision du code grâce à des tests de référence. Les auteurs, Dominic C. Marcello, chercheur postdoctoral Sagiv Shiber, chercheur postdoctoral Juhan Frank, professeur Geoffrey C. Clayton, professeur Patrick Diehl, chercheur scientifique et Hartmut Kaiser, chercheur scientifique, tous à la Louisiana State College – avec les collaborateurs Orsola De Marco, professeur à l’Université Macquarie et Patrick M. Motl, professeur à l’Université d’Indiana Kokomo – ont comparé leurs résultats à des remedies analytiques, lorsqu’elles sont connues et autres. des codes basés sur la technologie, tels que le populaire FLASH. De additionally, ils ont calculé l’interaction entre deux naines blanches du leading transfert de masse jusqu’à la fusion et ont comparé les résultats avec des simulations antérieures de systèmes similaires.

« Un examination sur le supercalculateur le furthermore rapide d’Australie, Gadi (n ° 25 dans le Best 500 mondial), a montré qu’Octo-Tiger, fonctionnant avec un nombre de cœurs de as well as de 80 000, affiche d’excellentes performances pour les grands modèles d’étoiles fusionnantes », a déclaré De Marco. « Avec Octo-Tiger, nous ne pouvons pas seulement réduire considérablement le temps d’attente, mais nos modèles peuvent répondre à bien d’autres inquiries que nous souhaitons poser. »

Octo-Tiger est actuellement optimisé pour simuler la fusion d’étoiles bien résolues qui peuvent être approximées par des buildings barotropes, telles que des naines blanches ou des étoiles de la séquence principale. Le solveur gravitationnel preserve le second cinétique pour la précision de la device, grâce à un algorithme de correction. Ce code utilise la parallélisation HPX, permettant le chevauchement du travail et de la interaction et conduisant à d’excellentes propriétés de mise à l’échelle pour résoudre de gros problèmes dans des délais additionally courts.

« Cet report montre remark un système d’exécution asynchrone basé sur des tâches peut être utilisé comme une option pratique à l’interface de passage de messages pour prendre en demand un problème astrophysique important », a déclaré Diehl.

La recherche décrit les domaines de développement actuels et prévus visant à s’attaquer à un particular nombre de phénomènes physiques liés aux observations de transitoires.

« Alors que notre intérêt de recherche particulier est dans les fusions stellaires et leurs conséquences, il existe une variété de problèmes en astrophysique computationnelle qu’Octo-Tiger peut résoudre avec son infrastructure de foundation pour les fluides vehicle-gravitaires », a déclaré Motl.

L’animation ( out ?v=hg9MQNLLJw4) a été préparée par Shiber, qui déclare : « Octo-Tiger montre des performances remarquables à la fois dans la précision des solutions et dans la mise à l’échelle à des dizaines de milliers de cœurs. Ces résultats démontrent Octo-Tiger comme un code idéal pour modéliser le transfert de masse dans des systèmes binaires et simuler des fusions stellaires. «