Использование параллельных вычислений для моделирования технологических газоразрядных источников электронов

Abstract

Рассмотрены методы оценки эффективности распараллеливания вычислительных алгоритмов для задач моделирования разного уровня сложности. В качестве тестовых примеров приведены задачи, связанные с моделированием технологических источников электронов высоковольтного тлеющего разряда. Рассмотрены примеры распараллеливания задач расчета магнитного поля симметричной линзы, анализа температуры и подвижности электронов в анодной плазме, расчета потерь тока электронного пучка при его транспортировке, а также моделирования самосогласованной электронно-ионной оптики высоковольтного тлеющего разряда.

Розглянуто методи оцінювання ефективності розпаралелювання обчислювальних алгоритмів для задач моделювання різного рівня складності. Як тестові приклади наведено задачі, які пов’язані з моделюванням технологічних джерел електронів високовольтного тліючого розряду. Наведено приклади розпаралелювання задач розрахунку магнітного поля симетричної лінзи, аналізу температури та рухомості електронів в анодній плазмі, розрахунку втрат струму електронного пучка при його транспортуванні, а також моделювання самоузгодженої електронно-іонної оптики високовольтного тліючого розряду.

The methods of estimation of the efficiency of parallelization for computational algorithms for the problems of different level of complicity have been considered in the article. The problems of different level of complicity, which are connected with simulation of technological high-voltage glow discharge electron sources, are considered as the testing examples. Examples of parallelization of the problems of calculation of magnetic field of symmetric lens, analysis of temperature and mobility of ions in anode plasma, calculation of losses of electron beam current during its transporting, as well as simulation of self-consistent electron-ion optic of high voltage glow discharge, are described.