Aplicação multithread para a aceleração do método Particle-in-Cell (PIC)

  • Maurício Ferreira de Araújo UnB
  • Lui Habl UnB
  • Daniel Sundfeld UnB

Resumo


A aceleração de partículas baseada em plasma envolve um meio não linear e esse tipo de modelagem requer ferramentas de simulação adequadas. Particle-in-Cell (PIC) é uma importante técnica utilizada para se estudar a física dos plasmas. No entanto, essa simulação pode precisar de muito tempo e é desejável acelerar o resultado. Neste trabalho, propomos criar um simulador PIC para arquiteturas multicore, aproveitando o paralelismo entre vários núcleos e usando instruções SIMD. Nossos experimentos mostram que é possível otimizar a simulação em até 1,28x usando um computador portátil de 6 núcleos.

Referências

Birdsall, C. K. and Langdon, A. B. (1991). Plasma Physics via Computer Simulation. McGraw-Hill, New York.

Dawson, J. M. (1962). One-dimensional plasma model. Physical Review, 128(2):622–633.

Mocz, P. (2020). Create your own plasma (pic) simulation with python. [link]. Acesso em: 27 out. 2025.

Taccogna, F., Cichocki, F., Eremin, D., Fubiani, G., and Garrigues, L. (2023). Plasma propulsion modeling with particle-based algorithms. Journal of Applied Physics, 134(15):150901.

Tanenbaum, A. S. and Van Steen, M. (2017). Sistemas Distribuídos: Princípios e Paradigmas. Pearson, São Paulo, 3 edition.
Publicado
04/12/2025
ARAÚJO, Maurício Ferreira de; HABL, Lui; SUNDFELD, Daniel. Aplicação multithread para a aceleração do método Particle-in-Cell (PIC). In: ESCOLA REGIONAL DE INFORMÁTICA DE GOIÁS (ERI-GO), 13. , 2025, Luziânia/GO. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2025 . p. 399-401. DOI: https://doi.org/10.5753/erigo.2025.17687.