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2010 Fiscal Year Final Research Report

First principle simulation of kinetic and multi-scale MHD phenomena in burning tokamaks

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 20560766
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Nuclear fusion studies
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

NAITO Hiroshi  Yamaguchi University, 大学院・理工学研究科, 教授 (10126881)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 徳田 伸二  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究職 (60354578)
大原 渡  山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (80312601)
石井 康友  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (70354579)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) YAGI Masatoshi  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70274537)
MATSUMOTO Taro  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (50354676)
TAKECHI Manabu  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (40370423)
ISHII Yasutomo  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (70354579)
Project Period (FY) 2008 – 2010
Keywordsプラズマ / 電磁流体力学 / ジャイロ運動論 / トカマク / 超並列計算
Research Abstract

The gyrokinetic PIC (particle-in-cell) code for MHD simulation, Gpic-MHD, was installed on SR1600, which is a state-of-the-art scalar SMP (symmetric multiprocessing) cluster system consisting of 8192 logical cores. The good performance was obtained up to the maximum number of logical cores. The new algorithm was proposed to simulate large-scale and high-beta tokamaks. The new version of Gpic-MHD with new algorithm verified the expected performance.

  • Research Products

    (58 results)

All 2011 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (47 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Numerical Matching Scheme for Stability Analysis of Flowing Plasmas2010

    • Author(s)
      J.Shiraishi, S.Tokuda
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Plasma Science Vol.38

      Pages: 2169-2176

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A matching problem revisited for stability analysis of resistive wall modes in flowing plasmas2010

    • Author(s)
      J.Shiraishi, S.Tokuda, N.Aiba
    • Journal Title

      Physics of Plasmas Vol.17

      Pages: 012504-1-012504-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic island formation by external cyclic perturbation in rotating and non-rotating plasmas2010

    • Author(s)
      Y.Ishii
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research Vol.5

      Pages: 002-1-002-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development and parallelization of gyrokinetic PIC code for MHD simulation2009

    • Author(s)
      H. Naitou, K.Kobayashi, H.Hashimoto, S.Tokuda, M.Yagi
    • Journal Title

      J.Plasma and Fusion Res.SERIES Vol.8

      Pages: 1158-1161

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-scale interaction between MHD, turbulence and transport in tokamak plasmas2009

    • Author(s)
      M.Yagi, S.-I.Itoh, K.Itoh
    • Journal Title

      J.Plasma Fusion Res.SERIES Vol.8

      Pages: 122-125

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plasma rotation effects on magnetic island formation and the trigger of disruptions in reversed shear plasma2009

    • Author(s)
      Y.Ishii, A.I.Smolyakov, M.Takechi
    • Journal Title

      Nuclear Fusion Vol.49

      Pages: 085006-1-085006-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 流体としての磁場閉じ込め核融合プラズマ-実験を意識した電磁流体力学方程式の拡張-2009

    • Author(s)
      中島徳嘉、内藤裕志、藤堂泰、石澤明宏
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌 85巻

      Pages: 105-118

  • [Journal Article] Numerical Matching Scheme for Linear Magnetohydrodymamic Stability Analysis2008

    • Author(s)
      Y.Kagei, S.Tokuda
    • Journal Title

      Vol.3

      Pages: 039-1-039-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Parallelization of Gyrokinetic PIC Code for MHD Simulation

    • Author(s)
      H. Naitou, H.Hashimoto, Y.Yamada, S.Tokuda, M.Yagi
    • Journal Title

      PNST 受理

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] HPC parallel programming model for MHD simulation

    • Author(s)
      H. Naitou, Y.Yamada, S.Tokuda, Y.Ishii, M.Yagi
    • Journal Title

      PFR SERIES 受理

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Parallelization of Gyrokinetic PIC code for MHD simulation2011

    • Author(s)
      H.Naitou, S.Tokuda, Y.Ishii, M.Yagi
    • Organizer
      US-Japan JIFT Workshop on Integrated Modeling and Simulation in Toroidal Plasmas
    • Place of Presentation
      京都・Kyoto University
    • Year and Date
      2011-03-10
  • [Presentation] 3次元ジャイロ運動論的粒子コードのハイブリッド並列化2010

    • Author(s)
      山田雄介、内藤裕志、田内康、徳田伸二、矢木雅俊
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第14回支部大会
    • Place of Presentation
      福岡・九州大学
    • Year and Date
      2010-12-18
  • [Presentation] HPC Parallel Programming Model for Gyrokinetic MHD Simulation2010

    • Author(s)
      H.Naitou, Y.Yamada, S.Tokuda, Y.Ishii, M.Yagi
    • Organizer
      20^<th> International Toki Conference (ITC-20) on the Next Twenty Years in Plasma and Fusion Science
    • Place of Presentation
      Csratopia Toki, Toki-City, Gifu, Japan.
    • Year and Date
      2010-12-07
  • [Presentation] 非適合型ベクトル有限要素法によるMHD安定性解析手法の開発と応用2010

    • Author(s)
      影井康弘、徳田伸二
    • Organizer
      第27回プラズマ・核融合学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館、北海道札幌市
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] ジャイロ簡約MHDコードの並列化2010

    • Author(s)
      篠田佳祐、内藤裕志、原田直幸
    • Organizer
      平成22年度(第60回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      岡山・岡山県立大学
    • Year and Date
      2010-10-23
  • [Presentation] 新しいGpicMHDコードによる運動論的内部キンクモードのシミュレーション2010

    • Author(s)
      梶原健司、内藤裕志、原田直幸、徳田伸二、矢木雅俊
    • Organizer
      平成22年度(第60回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      岡山・岡山県立大学
    • Year and Date
      2010-10-23
  • [Presentation] 2次元方向領域分割によるジャイロ運動論的粒子コードの並列化(1)2010

    • Author(s)
      山田雄介、内藤裕志、田内康、徳田伸二、矢木雅俊
    • Organizer
      平成22年度(第60回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      岡山・岡山県立大学
    • Year and Date
      2010-10-23
  • [Presentation] 2次元方向領域分割によるジャイロ運動論的粒子コードの並列化(2)2010

    • Author(s)
      高木脩至、内藤裕志、田内康、徳田伸二、矢木雅俊
    • Organizer
      平成22年度(第60回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      岡山・岡山県立大学
    • Year and Date
      2010-10-23
  • [Presentation] Parallelization of Gyrokinetic PIC Code for MHD Simulation2010

    • Author(s)
      内藤裕志, 山田雄介, 徳田伸二, 矢木雅敏
    • Organizer
      Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010 (SNA+MC2010)
    • Place of Presentation
      Hitotsubashi Memorial Hall, Tokyo, Japan.
    • Year and Date
      2010-10-20
  • [Presentation] 磁気流体シミュレーションのための非適合型ベクトル有限要素法2010

    • Author(s)
      徳田伸二、影井康弘
    • Organizer
      日本物理学会2010秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス、大阪府堺市
    • Year and Date
      2010-09-02
  • [Presentation] Global and Kinetic MHD Simulation by the Gpic-MHD Code2010

    • Author(s)
      H.Naitou, Y.Yamada, K.Kajiwara, W.W.Lee, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      China-Japan CUP seminar on 'Modeling of Theory and Simulation of Fusion Plasmas'
    • Place of Presentation
      Beijing, China.
    • Year and Date
      2010-08-31
  • [Presentation] Gyrokinetic PIC simulation for kinetic MHD phenomena in tokamaks2010

    • Author(s)
      H.Naitou, Y.Yamada, K.Kajiwara, W.W.Lee, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      5^<th> Japan-Korea Workshop on 'Theory and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas'
    • Place of Presentation
      POSCO International Center, POSTECH, Pohang Korea,.
    • Year and Date
      2010-07-29
  • [Presentation] プラズマ流の安定性解析にほける接続問題2010

    • Author(s)
      白石淳也、徳田伸二
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学、岡山県岡山市
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] Parallelization of the gyrokinetic PIC code for MHD simulation2010

    • Author(s)
      内藤裕志, 小林健一, 橋本啓樹, 山田雄介, 徳田伸二, 矢木雅敏
    • Organizer
      15^<th> NEXT workshop
    • Place of Presentation
      Kyodai-Kaikan, Kyoto.
    • Year and Date
      2010-03-18
  • [Presentation] 2次元方向領域分割によるジャイロ運動論的粒子コードの並列化2009

    • Author(s)
      山田雄介、内藤裕志、田内康、徳田伸二、矢木雅敏
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部第13回支部大会
    • Place of Presentation
      山口大学工学部、山口県宇部市
    • Year and Date
      2009-12-22
  • [Presentation] 4場のジャイロ簡約MHDモデルによるトカマクの内部キンクモードのシミュレーション2009

    • Author(s)
      豊原準、内藤裕志、矢木雅敏、徳田伸二
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部第13回支部大会
    • Place of Presentation
      山口大学工学部、山口県宇部市
    • Year and Date
      2009-12-22
  • [Presentation] 1次元方向領域分割によるジャイロ運動論的粒子コードの並列化2009

    • Author(s)
      橋本啓樹、内藤裕志、徳田伸二、矢木雅敏
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部第13回支部大会
    • Place of Presentation
      山口大学工学部、山口県宇部市
    • Year and Date
      2009-12-22
  • [Presentation] GPUを用いたPICコードの高速化の研究2009

    • Author(s)
      今石直之、内藤裕志、田内康
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部第13回支部大会
    • Place of Presentation
      山口大学工学部、山口県宇部市
    • Year and Date
      2009-12-22
  • [Presentation] 運動論的内部キンクモードに対するポロイダルシア流と密度勾配の相乗効果2009

    • Author(s)
      安達貴久、内藤裕志、矢木雅敏、徳田伸二
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部第13回支部大会
    • Place of Presentation
      山口大学工学部、山口県宇部市
    • Year and Date
      2009-12-22
  • [Presentation] 新しい巨視的・運動論的MHD解析用ジャイロ運動論的PICコードの提案2009

    • Author(s)
      小林健一、内藤裕志、徳田伸二、矢木雅敏
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部第13回支部大会
    • Place of Presentation
      山口大学工学部、山口県宇部市
    • Year and Date
      2009-12-22
  • [Presentation] PCクラスタの原理と基礎2009

    • Author(s)
      内藤裕志
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会第22回専門講習会
    • Place of Presentation
      東京大学山上会館、東京都
    • Year and Date
      2009-12-16
  • [Presentation] New algorithm of the gyrokinetic PIC code for MHD simulation2009

    • Author(s)
      H.Naitou, W.W.Lee, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      US-Japan JIFT Workshop on 'Advanced Simulation Methods in Plasmas'
    • Place of Presentation
      NIFS, Gifu-ken, Toki-city.
    • Year and Date
      2009-12-14
  • [Presentation] 流れをもつプラズマの安定性解析における接続問題-抵抗性壁モードへの応用-2009

    • Author(s)
      白石淳也、徳田伸二
    • Organizer
      第26回プラズマ・核融合学会年会
    • Place of Presentation
      国際交流会館、京都府京都市
    • Year and Date
      2009-12-04
  • [Presentation] Proposal of a brand-new gyrokinetic algorithm for global MHD simulation2009

    • Author(s)
      H.Naitou, K.Kobayashi, H.Hashimoto, T.Andachi, W.W.Lee, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      51^<st> annual meeting of the division of plasma physics, American Physical Society
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency, Atlanta, Georgia, USA.
    • Year and Date
      2009-11-02
  • [Presentation] 4場のジャイロ簡約MHDコードによるトカマクの内部キンクモードの安定性解析2009

    • Author(s)
      豊原準、内藤裕志、矢木雅敏、徳田伸二
    • Organizer
      電気・情報関連学会中国支部第60回連合大会
    • Place of Presentation
      広島市立大学、広島県広島市
    • Year and Date
      2009-10-17
  • [Presentation] ポロイダルシア流と密度勾配がある場合の運動論的内部キンクモードの安定性解析2009

    • Author(s)
      安達貴久、内藤裕志、矢木雅敏、徳田伸二
    • Organizer
      電気・情報関連学会中国支部第60回連合大会
    • Place of Presentation
      広島市立大学、広島県広島市
    • Year and Date
      2009-10-17
  • [Presentation] GPUを用いた粒子シミュレーションの高速化の研究2009

    • Author(s)
      今石直之、内藤裕志、田内康
    • Organizer
      電気・情報関連学会中国支部第60回連合大会
    • Place of Presentation
      広島市立大学、広島県広島市
    • Year and Date
      2009-10-17
  • [Presentation] MHD解析用ジャイロ運動論的粒子コードにおける新しいアルゴリズムの提案2009

    • Author(s)
      小林健一、内藤裕志、徳田伸二、矢木雅敏
    • Organizer
      電気・情報関連学会中国支部第60回連合大会
    • Place of Presentation
      広島市立大学、広島県広島市
    • Year and Date
      2009-10-17
  • [Presentation] ハイブリッドモデルによるジャイロ運動論的粒子コードの並列化2009

    • Author(s)
      橋本啓樹、内藤裕志、徳田伸二、矢木雅敏
    • Organizer
      電気・情報関連学会中国支部第60回連合大会
    • Place of Presentation
      広島市立大学、広島県広島市
    • Year and Date
      2009-10-17
  • [Presentation] OpenMPによる粒子コードの並列化2009

    • Author(s)
      山田雄介、内藤裕志、田内康
    • Organizer
      電気・情報関連学会中国支部第60回連合大会
    • Place of Presentation
      広島市立大学、広島県広島市
    • Year and Date
      2009-10-17
  • [Presentation] Gyrokinetic particle simulation code for global MHD2009

    • Author(s)
      H.Naitou, K.Kobayashi, H.Hashimoto, T.Andachi, W.W.Lee, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      4^<th> Japan-Korea workshop on 'Theory and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas'
    • Place of Presentation
      JAEA, Ibaraki-ken, Naka-city.
    • Year and Date
      2009-08-03
  • [Presentation] Trigger of MHD activities by external magnetic perturbations2009

    • Author(s)
      Y.Ishii
    • Organizer
      The 4^<th> IEEA-TM on the Theory of Plasma Instabilites
    • Place of Presentation
      Kyoto University, Kyoto.
    • Year and Date
      2009-05-19
  • [Presentation] Development of gyrokinetic PIC code for global kinetic MHD simulation2009

    • Author(s)
      H.Naitou, W.W.Lee, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      The 4^<th> IAEA-TM on the Theory of Plasma Instabilities
    • Place of Presentation
      Kyoto University, Kyoto.
    • Year and Date
      2009-05-18
  • [Presentation] MHD安定性解析における接続問題2009

    • Author(s)
      徳田伸二、白石淳也、影井康弘
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学、東京
    • Year and Date
      2009-03-27
  • [Presentation] Development of gyrokinetic PIC code for MHD simulation2009

    • Author(s)
      H.Naitou, K.Ishida, K.Ishida, K.Kobayashi, M.Yagi, S.Tokuda
    • Organizer
      第14回NEXT研究会
    • Place of Presentation
      京大会館、京都
    • Year and Date
      2009-03-10
  • [Presentation] Global kinetic MHD simulation by the gyrokinetic PIC code2008

    • Author(s)
      H.Naitou, W.W.Lee, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      7^<th> Burning Plasma Simulation Initiative Meeting
    • Place of Presentation
      RIAM, Kyushu University, Fukuoka.
    • Year and Date
      2008-12-19
  • [Presentation] MHD発展方程式及び固有値問題の数値接続法2008

    • Author(s)
      影井康弘、徳田伸二
    • Organizer
      第25回プラズマ核融合学会年会
    • Place of Presentation
      栃木県総合文化センター、宇都宮市
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] Global kinetic MHD simulation by the gyrokinetic PIC code2008

    • Author(s)
      H.Naitou, W.W.Lee, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      2008 U.S.-Japan Workshop, Progress of Multi-Scale Simulation Models
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency Dallas, Dallas, USA.
    • Year and Date
      2008-11-21
  • [Presentation] A New Matching Method for the Resistive Wall Mode Analysis of Rotating Plasmas2008

    • Author(s)
      J.Shiraishi, S.Tokuda, N.Aiba
    • Organizer
      50^<th> annual meeting of the division of Plasma Physics, American Physical Society
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency Dallas, USA.
    • Year and Date
      2008-11-21
  • [Presentation] Comparison of kinetic MHD simulation results between gyrokinetic PIC and gyro-reduced-MHD codes2008

    • Author(s)
      H.Naitou, K.Kobayashi, H.Hashimoto, T.Andachi, S.Tokuda, M.Yagi
    • Organizer
      50^<th> annual meeting of the division of Plasma Physics, American Physical Society
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency Dallas, USA.
    • Year and Date
      2008-11-17
  • [Presentation] A New Matching Scheme for Resistive Wall Mode Analysis2008

    • Author(s)
      S.Tokuda, J.Shiraishi, Y.Kagei, N.Aiba
    • Organizer
      22^<nd> IAEA Fusion Energy Conference
    • Place of Presentation
      Geneva, Switzerland.
    • Year and Date
      2008-11-17
  • [Presentation] ポロイダルシア流がある場合の運動論的内部キンクモードの安定性解析2008

    • Author(s)
      安達貴久、内藤裕志、矢木雅敏、徳田伸二
    • Organizer
      平成20年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      鳥取大学、鳥取市
    • Year and Date
      2008-10-25
  • [Presentation] ジャイロ運動論的粒子コードの並列化2008

    • Author(s)
      橋本啓樹、内藤裕志、徳田伸二、矢木雅敏
    • Organizer
      平成20年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      鳥取大学、鳥取市
    • Year and Date
      2008-10-25
  • [Presentation] MHD解析用ジャイロ運動論的粒子コードにおける新しいアルゴリズムの検討2008

    • Author(s)
      小林健一、内藤裕志、徳田伸二、矢木雅敏
    • Organizer
      平成20年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      鳥取大学、鳥取市
    • Year and Date
      2008-10-25
  • [Presentation] GPUを用いた高速粒子シミュレーション手法の開発2008

    • Author(s)
      今石直之、内藤裕志、田内康、福政修
    • Organizer
      平成20年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      鳥取大学、鳥取市
    • Year and Date
      2008-10-25
  • [Presentation] Development and parallelization of gyrokinetic PIC code for MHD simulation2008

    • Author(s)
      内藤裕志, 小林健一, 橋本啓樹, 徳田伸二, 矢木雅敏
    • Organizer
      International Congress on Plasma Physics 2008
    • Place of Presentation
      International Congress Center, Fukuoka.
    • Year and Date
      2008-09-09
  • [Presentation] MHD発展方程式及び固有値問題における数値接続法2008

    • Author(s)
      徳田伸二、影井康弘
    • Organizer
      第57回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      日本学術会議、東京都
    • Year and Date
      2008-06-11
  • [Remarks] ホームページ等 なし

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Published: 2012-01-26   Modified: 2016-04-21  

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