2018 Fiscal Year Research-status Report
輻射流体力学シミュレーションのためのオパシティおよび状態方程式計算コードの開発
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18K03716
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
廣瀬 重信 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 主任研究員 (90266924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
簑島 敬 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 研究員 (00514811)
富田 賢吾 大阪大学, 理学研究科, 助教 (70772367)
佐野 孝好 大阪大学, レーザー科学研究所, 助教 (80362606)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | オパシティ / 状態方程式 / 輻射流体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、輻射流体力学シミュレーションで必要となるオパシティ（＝気体の不透明度）と状態方程式の数値データを作成する計算コードの開発を行い、それをシミュレーション研究者向けに一般公開することを目的としている。2018年度は、開発する計算コードのベースとなる既存の（非公開）恒星大気モデル計算コードPhoenixのうちオパシティの計算部分に関する解析を行い、計算アルゴリズムの検討を行った。その結果、Phoenixは主として前世代のコンピュータ向けに開発されたために計算資源の使い方がかなり特殊であり、そのアルゴリズムは現代のコンピュータを用いて計算するのに適していないという結論に至った。そこで、オパシティ計算に関しては、現代のコンピュータを念頭に可搬性・可読性を高めたアルゴリズムに大幅に変更した上で、スクラッチからプログラミングを行うことにした。また、計算コードの一般公開を念頭に、用いられている計算式（具体的には、原子・分子と光子の吸収および散乱断面積、スペクトル線幅の計算方法）の再確認と参考文献の整理を行うとともに、用いる原子・分子データベースの確認とアップデートを行った。これらの作業を効率的に進めるため、研究代表者の廣瀬と研究協力者（かつPhoenixの開発責任者）のPeter Hauschildt教授（ハンブルク天文台）は、互いの研究機関を訪問し一週間程度の共同研究を行った。一方、状態方程式の計算に関しては、Phoenixの当該部分の開発担当者であるSebastian Knop博士とコンタクトを取り、新しい計算コードの開発に向けてアルゴリズムの検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、開発のベースとなるPhoenixコードの計算アルゴリズムをそのまま用いることを想定していたが、（研究実績の概要に述べたように）アルゴリズムの大幅な変更が必要となったため、実際のコード開発の開始時期が予定より遅れている。また、状態方程式の計算コードについても、同様の理由から開発方針を決定するための予備調査の段階にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
オパシティ計算コードに関しては開発方針が定まったので、プログラミングを着実に進めていく。その際、膨大な種類・量の原子・分子データの扱いがポイントになるが、この点に関しては、階層構造を持つことができるHDF5を新たに採用することで対処する計画を立てている。一方、状態方程式計算コードに関しては、化学平衡を計算する２つの計算方法のどちらを採用するかという点について十分な検討の上で早急に結論を出す必要がある。
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| Causes of Carryover |
プログラム開発方針が変更になり想定していたハードウエア（パソコン）が必要でなくなったこと、さらに、研究分担者の一人が他用務において米国に長期滞在して研究することになり打ち合わせが延期となったため、次年度使用が生じることになった。これらは、変更したプログラム開発方針に則って必要なハードウエアの購入、および、当該研究分担者の米国滞在が終了した後（2019年秋予定）に当初の目的（延期となった打ち合わせの旅費のため）に使用する。
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