undefined

GPU-accelerated time integration of Gross-Pitaevskii equation with discrete exterior calculus

Julkaisuvuosi

2022

Tekijät

Kivioja, Markus; Mönkölä, Sanna; Rossi, Tuomo

Abstrakti:

The quantized vortices in superfluids are modeled by the Gross-Pitaevskii equation whose numerical time integration is instrumental in the physics studies of such systems. In this paper, we present a reliable numerical method and its efficient GPU-accelerated implementation for the time integration of the three-dimensional Gross-Pitaevskii equation. The method is based on discrete exterior calculus which allows us the usage of more versatile spatial discretization than traditional finite difference and spectral methods are applicable to. We discretize the problem using six different natural crystal structures and observe the correct choices of spatial tiling to decrease the truncation error and increase the reliability compared to Cartesian grids. We pay attention to the computational performance optimizations of the GPU implementation and measure speedups of up to 152-fold when compared to a reference CPU implementation. We parallelize the implementation further to multiple GPUs and show that 92% of the computation time can fully utilize the additional resources.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Kivioja Markus

Mönkölä Sanna Orcid -palvelun logo

Rossi Tuomo Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

Elsevier BV

Volyymi

278

Artikkelinumero

108427

Julkaisu­foorumi

53939

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Matematiikka; Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Alankomaat

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.cpc.2022.108427

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä