Кратко описание specfem3D seismic wave propagation

Създаден е от Computational Infrastructure for Geodynamics,

California Institute of Technology и University of Pau ( France )

Обем:

Обем 420 MB

SPECFEM3D BASIN V1.4.1

Обем 102 MB

В основата на SPECFEM3D GLOBE и на SPECFEM3D BASIN е методът на спектралния елемент . Той е аналогичен на метода на крайните елементи, но се използва за апроксимация на тримерните пластове, в които се разпространяват сеизмичните вълни и за покриване на самите вълни с триизмерни мрежи, за да могат да се изчислят техните вълнови и силови характеристики . Мрежите са адаптивни и се описват с полиноми от висок ред. Подробно описание на метода и неговите приложения ще намерите в публикациите, които са събрани в библиотеката „ Суперкомпютърни приложения”, публикувана на страницата http://www.scc.acad.bg/ .

С помощта на метода на спектралните елементи се симулира, с висока точност и безпрецедентно високо разрешение , глобалното разпространение на сеизмичните вълни в тримерна среда, като се използва не еластичен, анизотропен, въртящ се и със само възникваща гравитация тримерен модел на земната кора.

Основното предизвикателство на глобалната сеизмология бе да се построи модел , който точно да предсказва разпространението на вълните с резолюция между една и две секунди. В пакетите програми SPECFEM3D GLOBE и SPECFEM3D BASIN това е постигнато. Това позволи да се изучи разпространението на вълните дълбоко във вътрешността на Земята и да се сравнят получените от решаването на модела тримерни фронтове на разпространяващите се вълни и техните амплитуди със записаната от геофизичната апаратура фронтове на разпространение на вълните при реални земетресения.

За да се преодолее двусекундната бариера , SPECFEM3D GLOBE и SPECFEM3D BASIN трябва да се изпълняват на масивно паралелни машини с повече от 32,000 процесора. Периодът на реакция от 1.84 секунди бе достигнат на системата Ranger на TACC, като се използваха 32,000 процесора и 1.94 секунди на 28,000 процесора на системата Jaguar на NERSC.

Резултатът от усилията на геофизиците, математиците и програмистите, които са създали SPECFEM3D GLOBE и SPECFEM3D BASIN е, че на наше разположение е нов, мощен инструмент за моделиране на възникването и пространственото разпространение на сеизмичните вълни. Той генерира вълните с честота, както е съпоставима на тази, с която вълните се генерират от реалните земетръсни огнища. Оценките за ударното въздействие на вълните върху различни обекти е съизмерима с измерените ударни и разрушителни въздействия на вълните върху същите обекти при реални земетресения.

Основно постижение е много доброто мащабиране на софтуера и доброто равномерно натоварване на хилядите едновременно работещи процесори. През 2003г екипът бе награден с наградата Gordon Bell за създаването на най-добре балансиран, високо производителен софтуер за суперкомпютърни приложения.