Systematic study of core collapse supernova simulations on many-core computers

多核计算机上核心塌缩超新星模拟的系统研究

• 批准号: 19K03837
• 负责人: 松古 栄夫
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K03837/
• 关键词: 超新星爆発シミュレーション; 高性能計算; GPU; 富岳; PEZY-SC; SX-Aurora; 超新星爆発; メニーコア計算機; 数値シミュレーション

2022年度には引き続き超新星爆発シミュレーションの研究を行った。ニュートリノ輻射に対するBoltzmann方程式と結合した流体方程式コードを用いて、超新星爆発ダイナミクス、状態方程式の効果などの研究、シミュレーションコードの高速化を行った。球対称(1次元空間座標)及び3次元空間でのニュートリノ輻射-流体力学計算をGPUによって高速化するコードの開発を引き続き行い、東京大学のWisteriaシステムなど、最新のGPUアーキテクチャでの検証などを行った。ベクトルアーキテクチャである、NEX SX-Aurora TSUBASAシステムでの動作検証も行った。ディレクティブによってGPUへのオフロードが可能なOpenACCコードから、より詳細なGPU操作が可能なCUDA, OpenCLコードへの変換を行うアプリケーションの開発を進めた。早稲田大学を中心に進められている超新星爆発シミュレーション研究のグループに参加し、富岳コンピュータでの大規模数値シミュレーションによる研究を行った。大規模計算による成果は着実に得られている。富岳での計算において最も時間がかかっている、電子散乱反応過程に対し、最適化によって約 1.5倍の高速化が得られた。長時間シミュレーションでは陰解法における線形方程式の反復解法がボトルネックとなる。この解法に対し、富岳のアーキテクチャであるA64FX向けのSIMD高速化を行うための準備を進めた。またこのような線形解法に有効と考えられるマルチグリッド法について、本研究と同様に疎行列を扱う系に対し、富岳コンピュータでの高速化を行った。

In 2022, research on supernova explosions will be carried out. Boltzmann equations for radiation and fluid equations for supernova explosions; equations of state; and acceleration. Spherical symmetry (1-dimensional space coordinates) and 3-dimensional space radiation-fluid dynamics calculations on GPU, development of high-speed computing, Wisteria Systems at the University of Tokyo, and the latest GPU development. NEX SX-Aurora TSUBASA STORIES The GPU is capable of open-ACC, open-CL and open-GPU operations. Waseda University Center for Research on Supernova Explosions, Fuyue University Center for Research on Large Scale Supernova Explosions, Fuyue University Center for Research on Large Scale Supernova Explosions The results of large-scale computing The calculation time of Fuyue is about 1.5 times faster than that of Fuyue, and the electronic scattering process is optimized. The iterative solution of linear equations for long time is a simple solution. A64FX is preparing for SIMD acceleration. The linear solution of the problem has been studied. The study shows that the problem of the problem.

项目成果

Acceleration of the spherically symmetric Bolzmann equationfor supernova explosion simulationson GPU, Pezy-SC, and SX-Aurora

在 GPU、Pezy-SC 和 SX-Aurora 上加速超新星爆炸模拟的球对称玻尔兹曼方程

• 发表时间: 2019
• 作者: Tsuneo Suzuki;Atsuki Hiraguchi and Katuya Ishiguro,;吉田賢市;Hideo Matsufuru
• 通讯作者: Hideo Matsufuru

Numerical study of stellar core collapse and neutrino emission using the nuclear equation of state obtained by the variational method

• DOI: 10.1093/pasj/psab026
• 发表时间: 2021-03
• 作者: K. Nakazato;K. Sumiyoshi;H. Togashi

Multigrid Solver on Fugaku

Fugaku 上的多重网格求解器

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of Science, to appear as PoS(LATTICE2021)278
• 作者: Ken-ichi Ishikawa;Issaku Kanamori;Hideo Matsufuru
• 通讯作者: Hideo Matsufuru

Principal-axis Analysis of the Eddington Tensor for the Early Post-bounce Phase of Rotational Core-collapse Supernovae

旋转核心塌陷超新星反弹后早期阶段爱丁顿张量的主轴分析

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac714b
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Iwakami Wakana;Harada Akira;Nagakura Hiroki;Akaho Ryuichiro;Okawa Hirotada;Furusawa Shun;Matsufuru Hideo;Sumiyoshi Kohsuke;Yamada Shoichi
• 通讯作者: Yamada Shoichi

Equation of state and neutrino transfer in supernovae and neutron stars

• DOI: 10.1140/epja/s10050-021-00644-z
• 发表时间: 2021-12
• 期刊: The European Physical Journal A
• 作者: K. Sumiyoshi