Simulaciones de Sistemas planetarios

José Ramón Rodón Ortiz (rodon@iaa)Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)

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)

Paralelismo

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Mercury

Servidor(80 cores)

Cluster(400 cores)

Grid(Miles cores)

Cloud(Miles cores)

Por cada escenario

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.

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...

...

Funciones y planificadoresLista de procesos

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Paralelización

Ejecución 1

Unión

Resultados Conclusiones

Ficheros de salida

info

Ejecución N

info

Estudio

Directorios de ubicación.

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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

Ficheros de salida

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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

Análisis de tiempos

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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

)

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.

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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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