Parallel numerical modelling of short laser pulse compression

Abstract

In this paper we investigate parallel numerical algorithms for solution of the transient stimulated scattering processes. A new symmetrical splitting scheme is proposed and a parallel version is given. The efficiency of the parallel algorithm is investigated for two cases. The first one describes a case when the computation region is constant during the whole time of computations. The second one describes the initial phase of the process, when the computational region increases linearly in time. In order to distribute more evenly jobs between processors a dynamical the grid redistribution algorithm is is used. We also give a proof of one result about optimal static grid distribution in the case of linearly increased problem complexity. The results of computations are presented. They were obtained on different parallel computers and clusters of workstations.

Trumpų lazerio impilsų spūdos skaičiavimo lygiagretusis skaitinis algoritmas

Santrauka. Nagrinėjamas priverstinės Brijueno sklaidos fokusuotuose pluoštuose uždavinio lygiagretusis skaitinis sprendimo algoritmas. Sukonstruota simetrinio skaidymo baigtinių skirtumų schema, kurios tikslumas yra antrosios eilės. Lygiagretusis algoritmas gautas naudojant duomenų lygiagretumo paradigmą. Detaliai nagrinėjamas dinamiškai didėjančio sudėtingumo uždavinys, modeliuojantis Brijueno sklaidos procesą, kai neužduodama kraštine sąlyga Stokso bangai. Įrodyta hipotezė apie vieno stacionaraus blokinio duomenų paskirstymo algoritmo optimalumą. Eksperimentiškai ištirtas dinaminis duomenų perskirstymo algoritmas, patvirtintas jo efektyvumas net ir fiksuoto dydžio uždaviniams. Darbe pateikti skaitinio eksperimento, atlikto naudojant VGTU 20 procesorių klasterį, rezultatai. Jie patvirtino gautuosius teorinius rezultatus, išsamūs fizikiniai rezultatai bus išspausdinti kituose darbuose.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : finite‐difference schemes, symmetrical splitting method, parallel algorithms, grid redistribution, nonlinear optics