Труды КНЦ вып.32 (ГЕЛИОГЕОФИЗИКА вып. 6/2015(32))

УДК 533.95 И. В. Мингалёв, П. В. Сецко РАСЧЕТ ТРАЕКТОРИЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В МАГНИТОСФЕРЕ ЗЕМЛИ Анотация Представлены описание комплекса программ для расчёта траекторий заряженных частиц в магнитосфере Земли, а также результаты тестовых расчетов. Ключевые слова: траектории заряженных частиц, магнитосфера Земли. I. V. Mingalev, P. V. Sets ко CALCULATION OF TRAJECTORIES OF CHARGED PARTICLES IN THE EARTH’S MAGNETOSPHERE Abstract A description of a programs for calculation of the charged particles trajectories in the Earth's magnetosphere is presented. Keywords: Earth's magnetosphere, trajectories of charged particles. Введение В данной работе излагается описание программного комплекса для расчета траекторий заряженных частиц в земной магнитосфере и результаты работы этого комплекса. Магнитное поле, используемое для вычислений, в земной магнитосфере рассчитывается по эмпирической модели Цыганенко, а электрическое поле считается суммой поля коротации и потенциального поля, потенциал которого считается постоянным вдоль силовых линий магнитного поля и передается из солнечного ветра и земной ионосферы. Важная особенность созданного комплекса программ состоит в том, что расчёт траектории одной частицы максимально оптимизирован с целью снижения вычислительных затрат и позволяет рассчитывать траектории большого числа частиц даже на персональном компьютере. До недавнего времени вычислительные ресурсы и существующие численные методы расчета траектории частиц не позволяли рассчитывать траектории достаточно большого числа частиц, чтобы с помощью моделирования изучить выше перечисленные физические процессы в магнитосфере. В ПГИ Мингалевым О. В. и Мингалевым И. В. был разработан новый метод расчёта траектории частицы, который при расчёте траектории замагниченных частиц в Земной магнитосфере даёт выигрыш на 3-4 порядка по сравнению с другими методами [1]. Также за последние годы резко выросли вычислительные мощности компьютерной техники за счёт возможности параллельных вычислений как на центральных, так и на графических процессорах. В свете вышеизложенных фактов появилась возможность создать комплекс программ, который с помощью массивно параллельных вычислений на графических процессорах позволяет рассчитывать в земной магнитосфере траектории очень большого числа частиц (более 1010). А это, в свою очередь, 157