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Ensemble De Données De Référence Pour La Simulation De La Dynamique Du Plasma Smilei_Benchmark
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*Cet ensemble de données prend en charge l'utilisation en ligne.Cliquez ici pour sauter.
Smilei, abréviation de Simulation of Matter Irradiated by Light at Extreme Intensities, est un code de particules électromagnétiques dans la cellule (PIC) open source et facile à utiliser, conçu pour fournir une plate-forme de simulation de dynamique de plasma de haute précision, de haute performance et évolutive pour des domaines tels que l'interaction laser-plasma, l'accélération des particules, la QED en champ fort et la physique spatiale.
Les résultats pertinents de l'article sontSmilei : un code de particules dans la cellule collaboratif, open source et polyvalent pour la simulation de plasma", officiellement lancé en 2018 par la Maison de la Simulation en collaboration avec le Laboratoire Leprince-Ringuet, le Laboratoire d'Utilisation des Lasers Intenses et d'autres institutions.
Cet ensemble de données contient une série de scripts d'entrée de simulation standardisés et vérifiés (liste de noms Python). Ces scripts de test sont écrits au format .py et ont la même structure que les entrées de simulation réelles de l'utilisateur. Ils peuvent être exécutés directement sur l'exécutable smilei compilé. Ils sont principalement utilisés pour :
- Vérifier l'exactitude des différents modules physiques (ionisation, collision, rayonnement, QED, etc.)
- Tester la stabilité et les performances des algorithmes numériques (FDTD, méthodes spectrales)
- Fournir aux utilisateurs des exemples directement exécutables et des références pédagogiques
- Comparer les performances de calcul de différents paramètres, solveurs et stratégies de parallélisation
Aperçu du contenu de l'ensemble de données
Pour vous aider à comprendre le contenu de cet ensemble de données, voici quelques-unes de ses structures de répertoires et des exemples de fichiers :
benchmarks/
├── collisions/ # 碰撞过程验证(e–e, e–i)
├── gpu/ # GPU 加速模块测试
├── maxwellJuttner/ # Maxwell–Jüttner 分布函数验证
├── picsar/ # 与 PICSAR 库的接口测试
├── plane_wave/ # 平面波传播与边界条件测试
├── tst1d_00_em_propagation.py # 电磁波传播
├── tst1d_01_clb_explosion.py # 库仑爆炸
├── tst1d_02_two_str_instability.py # 双流不稳定性
├── tst1d_03_thermal_expansion.py # 等离子体热膨胀
├── tst1d_04_radiation_pressure_acc.py # 辐射压加速
├── tst1d_05_tunnel_ionisation.py # 隧穿电离
├── tst1d_06_profiles.py # 配置文件与诊断示例
dans,benchmarks/collisions/Ce répertoire est spécialement conçu pour la vérification de la physique des collisions de particules et contient plusieurs scripts de test courants pour les collisions électron-électron (e-e) et électron-ion (e-i). Les principaux sujets de test sont présentés dans le tableau suivant :
| Nom du sous-test | processus physique | Objectifs principaux |
|---|---|---|
| relaxation_faisceau | Relaxation du faisceau d'électrons sous collisions e-i | Vérifiez l'isotropie de la vitesse et le processus de relaxation de la vitesse moyenne et comparez-les avec la théorie NRL. |
| Thermalisation (ei) | e – i Thermalisation de l'énergie | Examiner les échelles de temps nécessaires aux électrons et aux ions pour atteindre l’équilibre à différentes températures. |
| Isotropisation de la température (ee) | collision e-e | Vérifiez que les températures longitudinales et transversales deviennent cohérentes. |
| Maxwellianisation | collision e-e | Tester l'évolution d'une distribution hors équilibre (distribution rectangulaire) vers une distribution de Maxwell. |
| Puissance d'arrêt | collision e-e | Simulation des processus de perte d'énergie des électrons et comparaison avec la théorie de Frankel (1979). |
| Conductivité | collision e-i | Simule la conductivité électrique du cuivre solide sous un champ électrique constant, en comparant avec les théories de Lee & More (1984) et Perez (2012). |
Ces tests fournissent une vérification physique systématique et rigoureuse du module de collision de Smilei, garantissant que les résultats de simulation dans différentes conditions d'énergie, de température et de rapport de masse de particules sont cohérents avec les attentes théoriques.
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