undefined

OpenPFC: An open-source framework for high performance 3D phase field crystal simulations

Publiceringsår

2024

Upphovspersoner

Pinomaa, Tatu; Aho, Jukka; Suviranta, Jaarli; Jreidini, Paul; Provatas, Nikolas; Laukkanen, Anssi

Abstrakt

<p>We present OpenPFC (https://github.com/VTT-ProperTune/OpenPFC), a state-of-the-art phase field crystal (PFC) simulation platform designed to be scalable for massive high-performance computation environments. OpenPFC can efficiently handle large-scale simulations, as demonstrated by our strong and weak scaling analyses up to an 8192<sup>3</sup> grid on 65 536 cores. Our results indicate that meaningful PFC simulations can be conducted on grids of size 2048<sup>3</sup> or even 4096<sup>3</sup>, provided there is a sufficient number of cores and ample disk storage available. In addition, we introduce an efficient implementation of moving boundary conditions that eliminates the need for copying field values between MPI processes or adding an advection term to the evolution equations. This scheme enhances the computational efficiency in simulating large scale processes such as long directional solidification. To showcase the robustness of OpenPFC, we apply it to simulations of rapid solidification in the regime of metal additive manufacturing using a recently developed quantitative solid-liquid-vapor PFC model, parametrized for pure tungsten (body-centered cubic) and aluminum (face-centered cubic).</p>
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Teknologiska forskningscentralen VTT Ab

Laukkanen Anssi Orcid -palvelun logo

Aho Jukka

Pinomaa Tatu Orcid -palvelun logo

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Volym

32

Nummer

4

Artikelnummer

045002

Publikationsforum

63472

Publikationsforumsnivå

1

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Delvis öppen publikationskanal

Licens för förläggarens version

CC BY

Parallellsparad

Nej

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Materialteknik

Nyckelord

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Språk

engelska

Internationell sampublikation

Ja

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1088/1361-651X/ad269e

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja