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Simulaciones de Sistemas planetarios
José Ramón Rodón Ortiz (rodon@iaa)Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)
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Estudio inicial
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Composición del estudio inicial
- Primera parte del trabajo.- 75 escenarios - Evolución de 20Myr- 30.000 partículas iniciales localizadas con distribución uniforme.
Parametro Descripción Valores
Masa Del planeta [3,5,7] MJ
Semi-eje mayor De la órbita del planeta [56.6, 59.2, 61.9, 64.5, 67.2] AU
Excentricidad De la órbita del planeta [ 0.01. 0.25, 0.5, 0.75, 0.99]
Ángulo de inclinación De la órbita del planeta 0 grados (coplanar)
IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)
Características del sistema planetario- Una estrella.
M = 1,6 MSR = 1,3 RS
- Un planeta.Mp = 5 +- 2 MJExcentricidad ?Inclinación ?
- Partículas para test sin masa- Repartidas en tres discos:
7-10 AU (disco caliente)70-190 AU (disco frio)> 800 AU (halo)
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Paralelismo
3 De 12IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)
Mercury
Servidor(80 cores)
Cluster(400 cores)
Grid(Miles cores)
Cloud(Miles cores)
Por cada escenario
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Proceso de paralelización
● Teniendo en cuenta en número de cores (N).
● Creación de un sistema planetario con N grupo de partículas.
● Partículas independientes y sin interacción.
4 de 12IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)
...
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Funciones y planificadoresLista de procesos
5 De 12IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)
Paralelización
Ejecución 1
Unión
Resultados Conclusiones
Ficheros de salida
info
Ejecución N
info
Estudio
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Directorios de ubicación.
6 de 12IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)
Experimento compuesto por 75 escenarios- 3 estados con la misma estructura.
- No procesados, En proceso, terminados- 1 directorio por estado
Estado
Resultados
N Particiones (dependiente del N de cores)
- Ficheros de entrada - Ficheros de salida- Ejecutables
- Ficheros de información- Ficheros temporales
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Ficheros de salida
7 de 12IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)
Estado● Presenta el estado de los trabajo● En espera● En ejecución● Finalizados● Procesados (plots, info)
Resultados (total)
● Ficheros *.aei● Presentan valores de m, a, e, i...● Una línea por fracción de tiempo
en la evolución.● Un fichero por partícula de
cada escenario● Comprimidos (zip)
Información● Tiempos de ejecución● Divididos por escenario● Divididos por trabajos● Tiempos ejecución, inicio y fin.
Plots
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Análisis de tiempos
8 de 12IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)
CONCLUSIONES
- La masa de la estrella y la excentridad de la órbita del planeta no afecta, de manera evidente, al tiempo de computación de las simulaciones.
- Mientras mayor sea el semi-eje mayor de la órbita del planeta, mayor necesidad de computación.
- Para futuras simulaciones con planetas con un semi-eje mayor elevado se ha de tener muy en cuenta el tiempo de computación requerido.
54 56 58 60 62 64 66 680
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
Tiempos dependientes del semi-eje mayor
Semi-eje Mayor (AU)
Tie
mp
o M
ed
io (
Sg
)
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,20
5000
10000
15000
20000
25000
Tiempos dependientes de Excentricidad
Excentricidad
Tie
mp
o M
ed
io (
Sg
)
2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,50
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Tiempos dependientes de Masa
Masa (MJ)
Tie
mp
o M
ed
io (
Sg
)
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Comparación PC vs Sistemas Distribuidos
Características
Infraestructura distribuida para estudiar la evolución de un sistema planetario formado por 100 cuerpos menores (sin masa), un planeta tipo Júpiter y un planeta tipo Tierra, durante 20 Millones de años.
Conclusiones
- La paralelización permite la realización de simulaciones que de otra forma no se podría plantear.
- Mientras que mayor sea la duración de la integración de la simulación mayores son los efectos de la paralelización.
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Problemas y soluciones
• Problema: La convergencia a una solución en simulaciones puntuales puede ser muy lenta.
Alrededor de [0,5-1]% de los trabajos.
• Solución: Limitar el tiempo de ejecución de cada uno de los trabajos.
10 De 12IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)IV Reunión sobre Ciencias Planetarias y Exploración del Sistema Solar (CPESS4)
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Futuros trabajos
● Aplicación para sistemas más complejos: Rotación de la estrella, fuerza de marea.
(No con Mercury).● Más estudios. Mayor rango de valores.● Interfaz gráfica (GUI)● Integración en ATILA.
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