2020 Fiscal Year Annual Research Report
Developement of a public code generating opacity and equation of state tables for radiation hydrodynamics simulations
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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, 付加価値情報創生部門, 調査役 (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, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), 副主任研究員 (00514811)
富田 賢吾 東北大学, 理学研究科, 准教授 (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 | 輻射流体力学 / オパシティ / 公開コード |
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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、それを輻射流体力学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。令和２年度は、オパシティ計算コードに関しては以下に述べる開発を行い完成させた。まず、連続オパシティ（具体的には、制動放射、光電離、レイリー散乱、Collision-induced absorption）の計算を行うために必要なデータを収集したのち、その計算モジュールの開発を行った。さらに、令和元年度に開発を行った線オパシティの計算コードに関して、モジュール化を行うとともに、計算時間短縮のための改良を施した。これは、線オパシティに関わる原子・分子の遷移は100億以上に及び、これら全ての遷移に対してオパシティ計算を行うのには膨大な計算時間がかかるからである。そこで、線オパシティの背景となる連続オパシティの強さを基準として、十分弱い遷移は無視し、中程度の強さの遷移に関しては計算を簡略化するという近似を行った。このような近似を行うことで、最終的に得られる全オパシティの精度は落とさずに、計算時間を1/10程度まで短縮することに成功した。一方、状態方程式計算コードについては、令和元年度に検討したように、独自のコード開発から既存の状態方程式コードを用いることに方針を転換し、そのためのインターフェイスの開発を行った。これにより、ユーザは自身の研究目的に適合した任意の状態方程式コードの結果を、本研究で開発したオパシティ計算コードに入力することでオパシティを計算できる。以上を含め、研究期間全体を通じて実施した研究の成果について、2021年日本天文学会春季年会にて口頭発表を行ったほか、原著論文として纏めAstronomy & Astrophysics に投稿した。
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