Tiedotearkisto: 2013

Väitös avaruussään mallinnuksesta

30.9.2013 8:30

Ilmatieteen laitoksen tutkija on suunnitellut hilan, jolla avaruussäämallit saadaan helposti rinnakkaistettua supertietokoneille.

Kuva: Antonin Halas

Kuva: Antonin Halas

Avaruuteen lähetetyistä laitteista suurin osa sijaitsee Maan magnetosfäärissä, missä ne altistuvat avaruussäälle. Avaruussäällä tarkoitetaan Maan lähiavaruuden lämpötilan, magneettikentän ja muiden ominaisuuksien päivittäistä vaihtelua auringosta jatkuvasti virtaavan plasman eli aurinkotuulen vuoksi. Avaruussäällä voi olla haitallisia vaikutuksia myös Maan pinnalla, esimerkkinä sähkönsiirtoverkkoihin indusoituvat suuret tasavirrat.

Tietokoneiden laskentatehon kasvu mahdollistanut mallinnuksen

Tietokoneiden laskentateho on kasvanut eksponentiaalisesti jo vuosikymmenien ajan, minkä seurauksena myös laskennallisen mallinnuksen merkitys tieteelle on kasvanut huomattavasti. Laskennallinen mallintaminen on erityisen tärkeää avaruusplasmafysiikassa, sillä aurinkokunnan ulkopuolelta ei ole suoria mittauksia, eikä kaikkia avaruusplasman ominaisuuksia voida tutkia maanpäällisissä laboratorioissa. Supertietokoneiden laskentaytimien määrän kasvaessa myös laskennallisten mallien rinnakkaisesta suorituskyvystä on tullut ratkaisevan tärkeää.

Ilmatieteen laitoksen tutkija Ilja Honkonen on suunnitellut hilan, jolla avaruussäämallit saadaan helposti rinnakkaistettua supertietokoneille.

Ilja Honkonen on väitöskirjan yhteydessä suunnitellut ja toteuttanut rinnakkaisen hilan, jota käytetään tällä hetkellä kahdessa Ilmatieteen laitoksella kehitettävässä avaruussäämallissa. Hila jakaa kolmiulotteisen avaruuden vaihtelevankokoisiin laatikoihin joissa magnetosfäärin tilan kehittymistä kuvaavat yhtälöt ratkaistaan.
Väitöskirjassa kehitetyn hilan vahvuuksia ovat tehokkuus, soveltuvuus hyvin erilaisiin simulaatioihin ja helppokäyttöisyys. Hila on vapaasti saatavilla osoitteesta https://gitorious.org/dccrg.

Filosofian maisteri Ilja Honkonen väittelee Helsingin yliopistolla 4. lokakuuta. Vastaväittäjänä toimii professori Jörg Büchner, Max Planck-instituutista. Väitöskirja koostuu johdannosta ja neljästä vertaisarvioidusta julkaisusta joissa kuvataan laskennallisten avaruussäämallien kehittämistä ja käyttöä Maan lähiavaruuden tutkimiseen. Avaruussäämallien kaikki kehittämisaskeleet käydään läpi alkaen alustavasta suunnittelusta ja toteutuksesta, jaetun muistin rinnakkaistuksesta ja laskentanopeuden optimoinnista aina testaukseen ja validointiin asti. Väitöskirja artikkeleineen on ladattavissa osoitteesta http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-697-794-5

Lisätietoja:

tutkija Ilja Honkonen, puh. 050 380 3147, ilja.honkonen@fmi.fi