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マグマだまりの3次元固液混相流シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 15K17754
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

古市 幹人  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 (50415981)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードMagma / DEM / Stokes flow / HPC / マグマだまり / 混相流 / ストークス流 / 数値計算 / 個別要素法
研究成果の概要

マグマだまりで繰り返される加熱・冷却による内部の熱・組成進化の解明において、問題となるのがマッシュと呼ばれる結晶に富む層の挙動である。本研究ではマッシュを粒子と高粘性流体とした3次元数値シミュレーションを実施した。その結果、下部から貫入する流体が、上部のメルトよりも密度が十分に大きい場合に、流体境界で結晶粒子がトラップされて結晶に富む層が動的に形成されて、それが一挙に崩落することが分かった。またシミュレーションを実験や天然と比較可能にするために、粒子計算の大規模並列化にも取り組み、新しい動的負荷分散技術を開発することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Iterative load-balancing method with multigrid level relaxation for particle simulation with short-range interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Furuichi Mikito、Nishiura Daisuke
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: 219 ページ: 135-148

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2017.05.015

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An efficient multi-dimensional implementation of VSIAM3 and its applications to free surface flows2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoi Kensuke、Furuichi Mikito、Sakai Mikio
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 29 号: 12 ページ: 121611-121611

    • DOI

      10.1063/1.4996183

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Development of Parallel Particle Simulation Code and Challenges with Huge Granular System2018

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      18th SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Parallel Particle Simulation Code and Challenges with Huge Granular System2018

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura, Natsuki hosono, Hide sakaguchi
    • 学会等名
      International Symposium: New Horizons of Computational Science with Heterogeneous Many-Core Processors
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenges of Large scale particle simulation Method: toward real scale numerical sand box experiment2017

    • 著者名/発表者名
      M. furuichi, D nishiura, H sakaguchi, Arthur Bauville
    • 学会等名
      The 8th International Workshop of Many-core Solutions in Computing Problems in Science, Engineering and Big Data, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大規模な応力鎖解析による断層形成メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人
    • 学会等名
      シミュレーションを支える基盤研究 (兵庫県立大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The first real-scale DEM simulation of a sandbox experiment using 2.4 billion particles2017

    • 著者名/発表者名
      M. Furuichi, D. Nishiura, M. Asai, T. Hori
    • 学会等名
      SC 17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution of the deformation band in the numerical sandbox experiment with 2.4 billion DEM particles2017

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人、西浦 泰介、桑野 修、堀 高峰
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] New iterative load balancing scheme with multi-grid level relaxation technique toward a large scale granular simulation2016

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      2016 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center (アメリカ、サンフランシスコ)
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New iterative load balancing scheme with multi-grid level relaxation technique toward a large scale granular simulation2016

    • 著者名/発表者名
      Mikito furuichi, Daisuke nishiura
    • 学会等名
      International workshop on Priority Issue 3
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of iterative work load-balancing method toward large scale SPH-DEM coupled simulation2016

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      Numerical Simulations of Particle/Droplet/Bubble-laden Multiphase Flows
    • 発表場所
      海洋研究開発機構横浜研究所(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粒子法に対する動的負荷分散性能とその改良2016

    • 著者名/発表者名
      西浦泰介,古市幹人,阪口秀
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ストークス流と浸透流の混相流シミュレーションコードの開発:ジオロジカルな時間スケールでの地熱システムの理解に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Arthur Bauville
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子法計算における動的負荷分散技術の開発:津波等の混相流問題の大規模計算にむけて2016

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人、西浦 泰介
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallel implementation of the particle simulation method with dynamic load balancing: Toward realistic geodynamical simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center (アメリカ、サンフランシスコ)
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘテロな計算機環境での粒子シミュレーションの動的負荷分散について2015

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人、 西浦泰介
    • 学会等名
      第20回計算工学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Stokes--DEM法によるマグマだまりの粒子--流体混相シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人、 西浦泰介
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ (千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 図説 固体地球 の事典2016

    • 著者名/発表者名
      鳥海 光弘、 Simon Wallis、 入舩 徹男、 岩森 光、 小平 秀一、 小宮 剛、 阪口 秀、 鷺谷 威、 末次 大輔 編 執筆者 古市 幹人 他
    • 総ページ数
      392
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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