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HERACLES plus plus : A multidimensional Eulerian code for exascale computing
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AI
DOI：10.1051/0004-6361/202453566.png)
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摘要
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多维天体物理流体的数值模拟面临重大挑战。然而，exascale计算的发展显著提升了计算能力，推动了能够充分利用这些资源的新代码的开发。在本文中，我们介绍了HERACLES++，这是一种具有高可移植性的新流体动力学代码，针对不同架构的exascale机器进行了优化，并能在CPU和GPU上高效运行。该代码为欧拉型，采用Godunov有限体积法求解流体动力学方程，确保了对激波和间断的精确捕捉。它包含不同的黎曼求解器、状态方程和引力求解器。它支持笛卡尔坐标和球坐标，可在1D、2D或3D中运行，并使用被动标量处理多物种气体。该代码接受用户提供的加热或冷却项，以处理各种天体物理场景。除了常规的基准测试外，我们使用HERACLES++模拟了超新星激波在红超巨星星包层中的传播，从核心坍缩后几分钟直至激波出现。在1D中，HERACLES++的结果与V1D在相同配置下的结果一致。在3D中，瑞利-泰勒不稳定性发展，并通过引入密度和成分波动以及湍流来改变1D图像。对楔形区域而非全立体角的关注，以及使用大量GPU运行HERACLES++的能力，使得能够对3D超新星抛射物进行长期模拟，分辨率为亚度级别。未来的发展将扩展HERACLES++为辐射流体动力学代码。
Keyword:
hydrodynamics
instabilities
shock waves