Środowiskowe Seminarium Fizyki Atmosfery

Rozwiązywanie układów równań transportu (ciągłości) jest podstawowym zadaniem wielu narzędzi do symulacji numerycznych w naukach o Ziemi. Podczas seminarium zaprezentujemy, realizowany w IGF/FUW, projekt budowy nowej implementacji współbieżnego solvera równań transportu opartego o MPDATA (Multidimensional Positive Definite Advection Transport Algorithm, patrz Smolarkiewicz 2006, Int. J. Numer. Meth. Fluids, 50, 1123–1144 i odniesienia do wcześniejszych prac autora tamże).Podczas seminarium zaprezentujemy przykładowe wyniki otrzymane przy pomocy budowanego narzędzia, m.in. - standardowe testy jedno- i dwu-wymiarowe dla MPDATA, - symulacje rozchodzenia się fal na powierzchni "płytkiej wody", - symulacje wiatru halnego uzyskane przy pomocy modelu izentropowego atmosfery, - dwu-wymiarowe symulacje kinematyczne z prostą reprezentacją mikrofizyki chmur.Celem projektu jest stworzenie narzędzia względnie łatwego w użyciu i w rozwoju. Podstawowym założeniem stawianym przy budowie programu jest zupełne rozdzielenie - logiki związanej z rozwiązywanym zagadnieniem fizycznym od - algorytmów numerycznych od - rozwiązań technicznych związanych z obliczeniami współbieżnymi od - rozwiązań technicznych związanych z odczytem i zapisem danych.Do budowy programu wykorzystywane są nowoczesne techniki programistyczne, w tym - programowanie uogólnione ("template meta-programming" w C++) umożliwiające między innymi analizę wymiarową wyrażeń matematycznych podczas kompilacji tj. bez wpływu na wydajność programu oraz - programowanie obiektowe ułatwiające m.in. zakodowanie współbieżnych algorytmów numerycznych w sposób niezależny od wykorzystywanego modelu obliczeń równoległych i mechanizmu komunikacji.Kod źródłowy (napisany w C++) i dokumentacja techniczna programu są publicznie dostępne na zasadach GNU General Public License. Pierwszy etap budowy programu jest finansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki na podstawie decyzji numer DEC-2011/01/N/ST10/01483.