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2011 Fiscal Year Annual Research Report

GPUを用いた衝突計算コードの開発

Research Project

Project/Area Number 22740291
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

玄田 英典  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特任助教 (90456260)

Keywordsハイパフォーマンス・コンピューティング / 理論天文学 / 固体地球物理学
Research Abstract

惑星科学の分野において極めて重要なプロセスである天体衝突現象を、GPU(Graphics Processing Unit)を用いて、これまでにない高解像度でシミュレーションを可能にするコードを開発することが本研究の第1の目的である。そして、このコードを用いて、解像度の点で決着のついていない月形成問題などの解決を図り、本コードの有用性を示すことが第2の目的である。第3の目的として、衝突計算コードを用いて日本の衝突実験グループと共同研究を行うことである。平成23年度は、これまでに作成した衝突プログラムコードを用いた高解像度の衝突シミュレーションと、衝突プログラムコードの改良を行った。
100万粒子を超える高解像度の月形成衝突シミュレーションを行ったところ、原始月円盤に腕状の構造が現れたが、Wada et al(2006)で示されたような角運動量輸送はあまり起こらず、現在の月を説明するような質量と角運動量をもった円盤が形成された。
また、衝突実験グループ(杉田研・東大)との共同研究も行っており、衝突計算コードの有用性を示すことも出来た(Sekine,Genda,Sugita,K3adono,Matsui2011,Sekine&Genda2012)。
また、申請者が作成した計算コードで、高解像度の衝突シミュレーションをすることによって、衝突天体本体だけでなく、衝突時にばらまかれる破片についても定量的に議論ができるようになった。例えば、ばらまかれる破片のサイズ分布や速度分布といったデータは、惑星形成の力学的側面だけでなく化学的側面にとっても極めて重要な情報である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

衝突計算コードの開発もおおむね順調に進んでおり、衝突実験グループとの共同研究の成果および業績もではじめているため。

Strategy for Future Research Activity

衝突計算コードを様々な問題に適用し、研究成果・業績を積み重ねる。また、衝突実験グループとの共同研究も、これまで通り行っていく。

  • Research Products

    (16 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Merging Criteria for Giant Impacts of Protoplanets2012

    • Author(s)
      H.Geneda, E.Kokubo, S.Ida
    • Journal Title

      Astrophysical Journal

      Volume: 744 Pages: 137(8)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant impacts in the Saturnian system : A possible origin of diversity in the inner mid-sized satellites2012

    • Author(s)
      Y.Sekine, H.Genda
    • Journal Title

      Planetary and Space Science

      Volume: 63 Pages: 133-138

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Replacement and late formation of atmospheric N2 on undifferentiated Titan by impacts2011

    • Author(s)
      Sekine, Y., Genda, H., Sugita, S., Kadono, T. and Matsui, T
    • Journal Title

      Nature Geoscience

      Volume: 4 Pages: 359-362

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The Final Stage of Terrestrial Planet Formation2011

    • Author(s)
      E.Kokubo, H.Genda
    • Organizer
      1st Kepler Science Conference
    • Place of Presentation
      Moffett Field, California (USA)
    • Year and Date
      2011-12-07
  • [Presentation] 月形成衝突のレビューとSPH法による最新の結果2011

    • Author(s)
      玄田英典
    • Organizer
      衝突研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-18
  • [Presentation] 水の散逸を考慮した海惑星から陸惑星への進化によるHZ内側境界への影響2011

    • Author(s)
      小玉貴則、玄田英典, 他
    • Organizer
      日本惑星科学会2011年秋季講演会
    • Place of Presentation
      相模女子大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-10-25
  • [Presentation] 陸惑星の完全蒸発限界:地表の水輸送を考慮した1次元EBMでの検討2011

    • Author(s)
      高尾雄也、玄田英典, 他
    • Organizer
      日本惑星科学会2011年秋季講演会
    • Place of Presentation
      相模女子大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-10-25
  • [Presentation] 土星系中型質量衛星における多様性の起源:SPH流体コードを用いたジャイアントインパクトのシミュレーション2011

    • Author(s)
      藤田航、玄田英典, 他
    • Organizer
      日本惑星科学会2011年秋季講演会
    • Place of Presentation
      相模女子大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-10-23
  • [Presentation] Carbon Cycle and Long-Term Evolution of Climate for a Globally Ocean-Covered Planet2011

    • Author(s)
      H.Genda, 他
    • Organizer
      Extreme Solar System II
    • Place of Presentation
      Moran, Wyoming (USA)
    • Year and Date
      2011-09-12
  • [Presentation] Habitable Zone of Land Planets ; 1-D EBM with Transportation of Surface Liquid Water2011

    • Author(s)
      Takao, Y., Genda, H., 他
    • Organizer
      Extreme Solar System II
    • Place of Presentation
      Moran, Wyoming (USA)
    • Year and Date
      2011-09-12
  • [Presentation] Inner Edge of Habitable Zone ; Evolution from Aqua Planets to Land Planets by Water Loss2011

    • Author(s)
      Kodama, T., Genda, H., 他
    • Organizer
      Extreme Solar System II
    • Place of Presentation
      Moran, Wyoming (USA)
    • Year and Date
      2011-09-12
  • [Presentation] 1次元EBMを用いた陸惑星の完全蒸発限界について2011

    • Author(s)
      高尾雄也、木原直哉、玄田英典, 他
    • Organizer
      地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] ハビタブルゾーン内側境界における水の散逸による海惑星から陸惑星への進化2011

    • Author(s)
      小玉貴則、玄田英典, 他
    • Organizer
      地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] 陸惑星と海惑星を分ける水量の条件:局所的な降水を模擬した場合について2011

    • Author(s)
      脇田美幸、阿部豊、玄田英典
    • Organizer
      地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2011-05-24
  • [Presentation] 水蒸気大気でのマグマオーシャン冷却タイムスケールと水の散逸2011

    • Author(s)
      濱野景子、阿部豊、玄田英典
    • Organizer
      地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2011-05-24
  • [Presentation] GPUを使った、tree-Godunov-SPH法による地球型惑星の高解像度ジャイアント・インパクト・シミュレーション2011

    • Author(s)
      細野七月、玄田英典、井田茂
    • Organizer
      地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2011-05-24

URL: 

Published: 2013-06-26  

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