Моделирование переноса электронов в веществе на гибридных вычислительных системах

Авторы

  • Р.В. Усков

Ключевые слова:

математическое моделирование
перенос электронов
метод Монте-Карло
гибридные суперкомпьютеры
технология NVIDIA CUDA

Аннотация

На основе использования данных для сечений упругих и неупругих процессов взаимодействия электронов с веществом строятся распределения характеристик электронов для моделирования их переноса в веществе. Построенная модель не использует распространенные приближения непрерывного замедления и теории многократного рассеяния для описания переноса электронов. Разработаны алгоритмы статистического моделирования переноса электронов для проведения вычислительных экспериментов на гибридных суперкомпьютерах, в частности с использованием технологии NVIDIA CUDA. Проведена серия расчетов для исследования взаимодействия электронов с веществом мишени рентгеновской трубки на кластере МВС-Экспресс (http://www.kiam.ru/MVS/resourses/mvse.html) и на новом суперкомпьютере К-100. Статья рекомендована к публикации Программным комитетом Международной научной конференции «Параллельные вычислительные технологии» (ПаВТ-2011; http://agora.guru.ru/pavt2011).

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2011-03-24

Выпуск

Том 12 (2011): Выпуск 1.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Автор

Р.В. Усков

Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН)
Миусская пл., 4, 125047, Москва
• младший научный сотрудник

Библиографические ссылки

  1. Monte Carlo simulation of x-ray transport in a GPU with CUDA (http://code.google.com/p/mcgpu/).
  2. Жуковский М.Е., Усков Р.В. О применении графических процессоров видеоускорителей в прикладных задачах. Часть II. Моделирование поглощения гамма-излучения. Препринт ИПМ им. М.В.Келдыша РАН. N 20. М., 2010.
  3. National Nuclear Data Center (http://www.nndc.bnl.gov/).
  4. Evaluated Nuclear Data File (ENDF, http://www.nndc.bnl.gov/exfor/endf00.jsp).
  5. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973.
  6. Stephen M.S. Cross sections for bremsstrahlung production and electron impact ionization // Monte Carlo Transport of Electrons and Photons / ed. by Jenkins T.M., Nelson W.R., and Rindi A. New York: Plenum Press, 1988, 81-114.
  7. Bethe H.A., Heitler W. On stopping of fast particles and on the creation of positive electrons // Proc. Roy. Soc. London. 1934. Т. A 146. 83-112.
  8. Ландау Л.Д. О потерях энергии быстрыми частицами на ионизацию. Собр. тр. 1. М.: Наука, 1969.
  9. Шагалиев Р.М. и др. Математическое моделирование и методики решения многомерных задач переноса частиц и энергии, реализованные в комплексе САТУРН-3 // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Матем. моделирование физических процессов. 1999. Вып. 4. 20-26.
  10. Сушкевич Т.А. Математическое моделирование переноса излучения. М.: Бином, 2005.
  11. Аккерман А.Ф. Моделирование траекторий заряженных частиц в веществе. М.: Энергоатомиздат, 1991.
  12. Briesmeister J.F. (ed.) MCNP - a general Monte Carlo N-particle transport code. LANL Report LA-13709-M. Los Alamos, 2000.
  13. Жуковский М.Е., Скачков М.В. О статистических методах моделирования переноса электронов в веществе // Вест. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2009. N 1. 31-46.
  14. NVIDIA CUDA Programming Guide, Version 2.3.1. 2009.
  15. Боресков А.В., Харламов А.А. Основы работы с технологией CUDA. М.: ДМК Пресс, 2010.
  16. Жуковский М.Е., Усков Р.В. О применении графических процессоров видеоускорителей в прикладных задачах. Препринт ИПМ им. М.В.Келдыша РАН. N 2. M., 2010.
  17. Михайлов Г.А. Весовые методы Монте-Карло. Новосибирск: Изд-во Сиб. отд. РАН, 2000.