高周波プラズマ生成の高適応性超並列シミュレーション

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380210
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 福山 淳 京都大学, 工学研究科, 教授 (60116499)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 定義 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40249967)
• Keywords: プラズマ / 高周波生成 / シミュレーション / 有限要素法 / 並列処理

Research Abstract

1.高周波プラズマ生成に関するさまざまな現象を解析するため,プラズマと電磁界の時間発展を記述する複数の物理モデルをモジュールとする統合コードPAFをさらに拡張した.PAFコードは,現在のところ,波動伝播解析モジュールPAF/WF,拡散型輸送解析モジュールPAF/TF,流体シミュレーションモジュールPAF/FF,粒子シミュレーションモジュールPAF/PF,静電界解析モジュールPAF/ES,電磁界解析モジュールPAF/EM,行列方程式解法モジュールPAF/MTX,要素分割モジュールPAF/MG,データ表示モジュールPAF/GRおよび共通ライブラリPAF/LIB等から構成される.
2.波動伝播解析モジュールPAF/WFにより,らせんアンテナを用いた誘導結合プラズマの3次元解析を行った.
3.2次元粒子シミュレーションモジュールPAF/PFを電磁界解析モジュールと組み合わせ,高周波電界によるプラズマ生成の電磁シミュレーションを行った.
4.荷電粒子の運動をサイクロトロン周期にわたって平均することにより,計算時間ステップを長くすることができるジャイロ粒子運動論モデルの定式化を拡張し,温度分布をもつプラズマに適用できるようになった.そして,このモデルを用いた粒子シミュレーションコードを開発し,磁化ブラズマ中のシースの解析を行った.
5.有限温度プラズマにおける電磁波とプラズマの相互作用を解析するため,積分方程式によるプラズマ応答の記述の定式化を2次元に拡張し,予備的な計算を行った.