Opis projektu
Zaawansowany model opisujący środowisko kosmiczne
Finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projekt TerraVirtualE ma na celu opracowanie modelu cząsteczkowego opisującego środowisko kosmiczne naszej planety i wpływ, jaki wywierają na nie burze słoneczne. Ma on kluczowe znaczenie dla ochrony infrastruktury przed następstwami takich burz. Badacze wykorzystają bazujący na metodzie Particle-in-Cell model, w którym zarówno jony, jak i elektrony są traktowane jako cząstki. Ponadto, w celu zapewnienia zachowania energii i stabilności numerycznej, wykorzystana zostanie metoda ECsim („energy-conserving semi-implicit method”). Prace obejmą również ulepszenie adaptacyjnej rozdzielczości przestrzennej i czasowej oraz algorytmów CPU-GPU zaprojektowanych dla nowych superkomputerów. Rozwiązania te mają umożliwić modelowanie przy pomocy ECsim rozległych obszarów, odpowiadających środowisku kosmicznemu Ziemi, przy użyciu komputerów, jakie powinny być dostępne w następnych 3–5 latach.
Cel
The question about how solar storms impact a planet has both fundamental scientific importance and great
social impacts for protecting our infrastructure from the most powerful solar storms. At present, models rely
on a fluid description of the electrons due to algorithmic and computational challenges. Our goal is to develop
a model of the space environment around a planet based on a particle description of both ions and electrons.
We plan to use the particle in cell (PIC) model where both ions and electrons retain their nature as particles.
This PIC model will allow us to investigate the critical role of energetic electrons participating in the energy
and matter transfer from the solar wind to the planet inner space.
What makes this goal now possible is the Energy Conserving semi implicit method (ECsim), developed by
the PI. The ECsim conserves energy exactly, a critical element in the investigation of energy flow from the
solar wind. In addition, the energy conservation leads to enhanced numerical stability, which in turn greatly
augment ECsim’s capability to simulate very large systems such as planet atmospheres while treating electrons
as particles rather than fluid. We will start from this new development and introduce two critical innovations.
First, we will implement adaptive spatial and temporal resolution for finer resolution closer to the planet and
in selected areas of interest. Second, we will implement CPU-GPU algorithms for the new heterogeneous
supercomputers developed by EuroHPC.
These innovations will increase the capability of ECsim by more than an order of magnitude making it possible
to model a region as big as the Earth space environment with the computers available within the next 3-5 years.
If successful, we will have the first PIC model to describe a planetary space environment where the correct
particle nature of the electrons is considered with all its implication for the energy and matter transport.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki fizyczneastronomiaplanetologiaplanety
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria elektronicznasprzęt komputerowysuperkomputer
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
3000 Leuven
Belgia