总体介绍
PTC code 是Particle Tracer Code for Energetic Particles in Tokamak的简称，是基于托卡马克几何的三维非圆截面，包含全轨道和导心漂移轨道的混合测试粒子程序。PTC code 采用读取 gfile (eqdsk) 平衡磁场，追踪粒子，模拟托卡马克位形电磁场扰动引起的高能粒子损失。
源代码：
https://gitee.com/openfusion/open-ptc
软件组成
PTC软件目前主要有三个部分：
- 网格生成工具：mesh_creater
- ptc计算程序：ptc
- 基本的数据处理工具
在登录集群后，通过命令 module load ptc，可以将ptc软件需要的环境变量设置好。
网格生成工具mesh_creater
mesh_creater利用托卡马克平衡文件 gfile (eqdsk)文件和网格配置文件 mesh.cfg 构造 ptc 程序所需要输入的网格文件 mesh.h5。
运行命令：mesh_creater
/* mesh config input file */
mesh=
{
nr=101; //
ntheta0=3;
ntheta1=300;
nphi=8;
nr_i=0; //1, dl in guass space; 0 dl in uniform space.
mesh_refine=1;
nr_cpu=1;
nphi_cpu=1;
ntheta_cpu=4; //
}
其中主要的参数为 nr (小半径方向格点数量)，ntheta_cpu（极向密度参数，一般取3-6）。
在正确运行完mesh_creater后，将得到4个hdf5格式的数据文件，分别是
- mesh.h5 //芯部网格文件；
- meshall.h5 //芯部+边界到壁面的网格文件；
- poin.h5 //等离子体芯部的磁面信；
- vertex.h5 //等离子体芯部，磁面上的网格顶点数据。
其中目前最常用到的文件为mesh.h5（芯部网格文件），ptc采用三角形网格描述极向截面。
ptc计算程序
运行ptc计算程序，需要准备上最少三个文件，
- 第一个是刚刚在产生网格时已经用的gfile，
- 利用上一步 网格生成工具mesh_creater所生成的网格文件。
- 还有一个ptc物理参数的设置文件input.cfg。
第一个文件和第二个文件在一般情况下应该匹配（即生成网格所需要的gfile和运行ptc所需要的gfile相同）。
将上述三个文件放在一个文件夹中，分别以gfile, mesh.h5 和input.cfg命名，得到ptc的输入配置文件夹。
以ptc包中所带的例子 （data文件夹中，放有多个ptc输入数据）为例：
运行ptc的命令为:
ptc -c data/one_particle_test
依赖的环境
PTC所需要的编译环境及所依赖的一些软件包，ptc核心代码采用c++语言编写，并行计算目前主要采用mpi方式，目前需要依赖的库有：mpi，gsl，hdf5，libconfig，petsc。
ptc目前有两个部分，
1:网格生成程序 mesh_main，网格构造程序，读取tokamak平衡文件（eqdsk文件）构造三角形网格（mesh.h5文件）。
这个模块位于ptc目录的equ下面。
编译该模块需要一些第三方的软件包支持：
- cgal （cgal/4.11 经过测试）
- hdf5（hdf5-1.8.20经过测试）
- gsl(gsl2.4 经过测试)
- libconfig(libconfig/1.5 经过测试)
在psc工作站上的配置（10.8.128.160: 2022）
(Currently Loaded Modulefiles:
- cmake.3.13.0 4) cgal/4.11-forptc_Release 7) libconfig/1.5
- intel/2018 5) gsl/2.4_static
- impi/intel.mpi.2018_intel 6) hdf5/hdf5_parallel-1.8.20)
2:ptc ptc的主程序，用来计算粒子运动，位于目录triangle_pic下面
在团队集群上，可以通过ptc/mymodule 脚本来设置ptc编译环境：
source ptc/mymodule
不同的机器，所需要的环境稍有区别，比如我们组里的集群SC_Cluster上可以用预先设置的脚本
1 | source ptc/mymodule_scc_new |
设置好相关的环境变量。
编译程序
进入ptc/trangle_pic目录,运行make命令进行编译，如果没有错误的话，
得到两个可执行文件：
1 | mesh/mesh_creater |