基于GPU的漂移动力学模拟的半拉格朗日间断Galerkin方法
A semi-Lagrangian discontinuous Galerkin method for drift-kinetic simulations on GPUs
摘要：
在本文中，我们证明了使用半拉格朗日间断伽辽金方法来解决漂移动力学方程使用图形处理单元（GPU）的效率。在这种情况下，我们提出了一个二阶分裂计划和二维半拉格朗日计划在极向平面。由此产生的方法是能够保存质量机器精度，使我们能够采取大的时间步长，由于没有CFL条件，并提供本地数据的依赖性，这是必不可少的，以获得良好的性能在国家的最先进的高性能计算系统。我们报告模拟的漂移动力学离子温度梯度（ITG）的不稳定性，并表明我们的实现达到了高达600 GB/s的A100 GPU上的性能。
英文摘要：
In this paper, we demonstrate the efficiency of using semi-Lagrangian discontinuous Galerkin methods to solve the drift-kinetic equation using graphic processing units (GPUs). In this setting we propose a second order splitting scheme and a 2d semi-Lagrangian scheme in the poloidal plane. The resulting method is able to conserve mass up to machine precision, allows us to take large time steps due to the absence of a CFL condition and provides local data dependency which is essential to obtain good performance on state-of-the art high-performance computing systems. We report simulations of a drift-kinetic ion temperature gradient (ITG) instability and show that our implementation achieves a performance of up to 600 GB/s on an A100 GPU.
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