OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PALERMO GIUSEPPE S. VAIANA
Rapporto Annuale
Nel corso del 1997 al gruppo sono stati accettati e finanziati dal consorzio CNAA, e tutt'ora in corso di esecuzione, due programmi di supercalcolo parallelo da effettuarsi presso i super-elaboratori CRAY C90 e CRAY T3E del CINECA di Bologna.
I due programmi riguardano uno lo studio di flussi di plasma in sistemi astrofisici a geometria complessa, come si possono trovare in corona, nei SNR o in aloni X galattici, con codici idrodinamici multidimensionali, l'altro lo studio di plasmi confinati in archi coronali utilizzando il codice idrodinamico unidimensionale ad alta risoluzione spaziale e con griglia adattiva.
Per il primo programma si sta utilizzando il codice idrodinamico bidimensionale FCT, nella sua versione più completa che comprende anche la trattazione della conduzione termica di plasma. In questo caso per effettuare la migrazione sul Cray T3E dopo delle simulazioni preliminare su Cray C90, si è proceduto ad un ulteriore affinamento della parallelizzazione del codice, in quanto la conduzione termica è descritta attualmente in una sezione del codice indipendente dalla sezione dedicata alla pura idrodinamica, con un passo d'integrazione temporale diverso (time-splitting) e utilizzando un algoritmo implicito che integra a direzioni alternate (Alternating Direction Implicit (ADI). Questa complessa strutturazione ha richiesto il ricorso a strumenti di parallelizzazione in cui lo scambio di messaggi tra processori (message passing) fosse trasparente e si potesse così procedere ad una parallelizzazione di più alto livello. Si è scelta la soluzione di utilizzare la libreria High Performance Fortran (HPF), uno standard di parallelizzazione di programmi Fortran per sistemi a memoria distribuita.
Con la versione HPF del codice idrodinamico 2-D è in corso un massiccio piano di simulazioni dedicate a un problema specifico, per il quale sono già state utilizzate centinaia di ore di calcolo sul supercalcolatore Cray T3E: lo studio di brillamenti in plasmi non confinati. Tale studio riveste importanza nella prospettiva dei brillamenti e delle corone stellari che non sono risolti spazialmente. L'identificazione di ben precise caratteristiche dei brillamenti non confinati permetterà di discriminarli da quelli confinati e quindi di distinguere chiaramente i casi di rottura del campo magnetico da quelli in cui il campo magnetico mantiene inalterata la propria topologia.
E` stata inoltre finanziata la proposta ``The Palermo-Harvard Code and the Modelling of the Magnetically Confined Plasma in Solar and Stellar Outer Atmospheres'' allo scopo di studiare, sviluppare ed applicare una nuova versione parallela del codice di Palermo-Harvard.
L'esigenza di passare all'utilizzo del CRAY è molto sentita con la nuova versione del codice con una griglia mobile e adattantesi ai gradienti ripidi e molto variabili della regione di transizione tra cromospera e corona di una stella. Le necessità di risorse di calcolo sono infatti aumentate con le nuove caratteristiche del codice per cui l'uso del CRAY potrebbe diventare importante per la soluzione di diversi problemi astrofisici, come lo studio di brillamenti stellari.
