undefined

OpenPFC: An open-source framework for high performance 3D phase field crystal simulations

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Pinomaa, Tatu; Aho, Jukka; Suviranta, Jaarli; Jreidini, Paul; Provatas, Nikolas; Laukkanen, Anssi

Tiivistelmä

<p>We present OpenPFC (https://github.com/VTT-ProperTune/OpenPFC), a state-of-the-art phase field crystal (PFC) simulation platform designed to be scalable for massive high-performance computation environments. OpenPFC can efficiently handle large-scale simulations, as demonstrated by our strong and weak scaling analyses up to an 8192<sup>3</sup> grid on 65 536 cores. Our results indicate that meaningful PFC simulations can be conducted on grids of size 2048<sup>3</sup> or even 4096<sup>3</sup>, provided there is a sufficient number of cores and ample disk storage available. In addition, we introduce an efficient implementation of moving boundary conditions that eliminates the need for copying field values between MPI processes or adding an advection term to the evolution equations. This scheme enhances the computational efficiency in simulating large scale processes such as long directional solidification. To showcase the robustness of OpenPFC, we apply it to simulations of rapid solidification in the regime of metal additive manufacturing using a recently developed quantitative solid-liquid-vapor PFC model, parametrized for pure tungsten (body-centered cubic) and aluminum (face-centered cubic).</p>
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Laukkanen Anssi Orcid -palvelun logo

Aho Jukka

Pinomaa Tatu 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

Volyymi

32

Numero

4

Artikkelinumero

045002

Julkaisu­foorumi

63472

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Materiaalitekniikka

Avainsanat

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

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1088/1361-651X/ad269e

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä