Maller Péter\(^1\), Forgács-Dajka Emese\(^1\), Berényi Dániel\(^2\) (2024.10.01. - 2025.02.28.)

1. Eötvös Loránd Tudományegyetem
2. Freelancer

Kivonat: A projekt fő célja egy ismert Babcock-Leighton napdinamó modell párhuzamosítása, melynek segítségével tanulmányozható a Nap globális mágneses terének fejlődése, így a napaktivitás. A napaktivitás előrejelzése jelenleg is kihívásokat tartogat, hiszen a háttérben egy kváziperiodikus, stochasztikus folyamat húzódik. Ráadásul a mögöttes fizikát leíró dinamó a mai napig az asztrofizika nagy megoldatlan problémáinak egyike. Ez persze nem jelenti azt, hogy nincsenek elképzeléseink vagy akár modelljeink a mágneses tér fejlődésével kapcsolatban, de további vizsgálatokat és fejlesztéseket kívánnak ezek a modellek.

Az általunk készített numerikus kód alapját egy korábban megírt, több évtizede fejlesztett Fortran nyelven írt program adta, ahol a korszerűsítést több dolog is motiválta: egyrészt a sokak által, hosszú időn át írt kódban vannak redundanciák, de akár olyan részek is, melyek már nyilvánvalóan feleslegesek, másrészt a kód szerkezete, felépítése miatt nehézkes a további fejlesztés. Így elsőként az volt a célunk, hogy a munka során a korábbi kódot optimalizáljuk és refaktoráljuk, melyhez a C programozási nyelvet választottuk. Ezután szeretnénk elvégezni a kód párhuzamosítását is, melyhez a CUDA keretrendszert használjuk. A párhuzamosítás által elérhető futási idő csökkenés átfogó elemzéseket tesz lehetővé: vizsgálhatjuk a mágneses tér több komponensének fejlődését nagyobb térbeli felbontásban, de feltérképezhetjük a modell paraméterterét is. Céljaink között szerepel különböző numerikus módszerek - mint például az ADI (Alternating-Direction Implicit) és az FTCS (Forward Time-Centered Space) - összehasonlítása is. Összességében a projekt megvalósítása során szeretnénk megvizsgálni a különböző lehetőségeket, hogy kiválaszthassuk a megfelelő kompromisszumos megoldást a teljesítmény, pontosság és későbbi fejlesztések tekintetében.