MARPLE: программное обеспечение для мультифизического моделирования в задачах сплошных сред

Исследовательский код MARPLE изначально создавался для моделирования высокоскоростных динамических процессов, вызванных воздействием на вещество интенсивных потоков энергии. В настоящее время это универсальный инструмент, способный решать различные задачи механики сплошных сред. Реализованы следующие физические модели: одножидкостная двухтемпературная МГД-модель динамики плазмы, включающая электрон-ионный обмен энергией и обобщенный закон Ома; модель электро- и теплопроводности с учетом анизотропии в магнитном поле; радиационный теплообмен: модели, относящиеся как к оптически тонким, так и к оптически толстым средам: методы учета радиационных потерь на охлаждение, спектральный многогрупповой диффузионный перенос, распространение лазерного излучения и т. д.; модель многокомпонентного течения. Расчеты выполняются с использованием широкодиапазонных уравнений состояния, транспортных и оптических данных. В коде MARPLE используются современные вычислительные технологии, основанные на блочно-структурированных и неструктурированных сетках, состоящих из тетраэдрических, шестигранных, призматических элементов и их комбинаций. Солверы реализуют законы сохранения с использованием методов высокого разрешения. Для решения полной системы уравнений применяеется физическое расщепление. Используется объектно-ориентированный подход к проектированию программного обеспечения, а также методы объектного и обобщенного программирования (язык реализации C++). Проектирование расчетных областей осуществляется с помощью интегрированной системы CAD-CAE с открытым исходным кодом SALOME. Marple работает как приложение MPI для современных высокопроизводительных вычислительных систем. В работе приведены примеры задач динамики плазмы, магнитогидродинамики, астрофизики и термомеханики твердого тела, решенных с помощью кода MARPLE.