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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

研究課題

研究課題/領域番号 14380210
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関京都大学

研究代表者

福山 淳  京都大学, 工学研究科, 教授 (60116499)

研究分担者 村上 定義  京都大学, 工学研究科, 助教授 (40249967)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2002年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
キーワードプラズマ / 高周波生成 / シミュレーション / 有限要素法 / 並列処理
研究概要

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有限要素法を用いた統合コードPAFを新たに開発した.
2.波動伝播解析と拡散型輸送解析を行う2次元計算コードPAF/WF+TFを整備した.波動伝播解析においてはポテンシャルを用いてマクスウェル方程式を解き,輸送解析においては電子とイオンの密度,温度および静電ポテンシャルに対する拡散型発展方程式を陰解法で解く.ウェーブフロント法による行列方程式解法をMPIライブラリを用いて並列化し,高速化を実現した.
3.波動伝播解析モジュールPAF/WFを3次元配位に拡張するとともに,辺上の電界を変数とする解析手法を導入し,計算精度を改善した.そして,各種導波管,らせんアンテナ,同軸アンテナ等による励起の3次元解析を行い,これまでの2次元解析と比較した.
4.三角形要素を用いた2次元粒子シミュレーションコードTASK/PFを新たに開発した.さらに弾性衝突,電離,励起,荷電交換等の粒子間衝突の効果を取り入れ,高周波電界によるプラズマ生成の静電シミュレーションを行った.
5.ハミルトニアンを用いてジャイロ粒子運動論モデルを定式化し,温度分布をもつプラズマに適用できるように拡張した.そして,このモデルを用いたイロ粒子シミュレーションコードを新たに開発し,磁化プラズマ中のシースの解析を行った.
6.本研究の設備備品費によって,Intel Xeon 2.2GHzのCPU32台からなる計算機クラスターを製作し,ギガビットイーサネットを用いた高速ネットワークによって並列分散処理を実現する計算機環境を整備し,その高速性を確認した.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2005 2003

すべて 雑誌論文 (2件)

  • [雑誌論文] Hybrid Simulation of RF Plasma Production Using FEM2005

    • 著者名/発表者名
      A.Fukuyama
    • 雑誌名

      Proc.of Plasma Science Symposium 2005 and the 22nd Symposium on Plasma Processing

      ページ: 101-102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simulation of RF Plasma Production by FEM2003

    • 著者名/発表者名
      H.Kobayashi, A.Fukuyama
    • 雑誌名

      Proc.of the 20th Symposium on Plasma Processing

      ページ: 173-174

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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