| 研究課題/領域番号 |
20K14441
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分14010:プラズマ科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
朝比 祐一 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (00824103)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
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| キーワード | 核融合プラズマ / 主成分分析 / 大規模データ解析 / 運動論的シミュレーション / ジャイロ運動論的シミュレーション / プラズマ乱流 / 大規模データ処理 / 特徴抽出 / 核融合 / ジャイロ運動論 / 数値シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、次元削減技術を用いることで、第一原理的5次元核融合プラズマ乱流シミュレーションデータ中から特異的な位相（位置・速度）空間内構造を抽出することを目的とする。従来研究は、速度空間について積分した3次元の流体モーメントデータや、さらに空間について平均化を行った1次元データ中の構造を調べ、プラズマ閉じ込め（プラズマ輸送現象）との関連性を議論するものが中心であったが、本研究では、データの高次元性および高次元故の大規模性を同時に克服するため次元削減技術（主成分分析）を適用することで、5次元大規模データから物理的に重要な構造を抽出し、プラズマ輸送現象との関連性を調べる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、次元削減技術（主成分分析（PCA））を用いることで、第一原理的5次元核融合プラズマ乱流シミュレーションデータ中から特異的な位相（位置・速度）空間内構造を抽出した。
この手法により、従来は高次元（5次元位相空間＋1次元時間）ゆえ可視化困難であったデータを位相空間基底(3次元)と空間係数の時系列データ(3次元)の組として表現することが可能となり、同時に10TB規模のデータを10GB程度に圧縮した。
これによって、核融合プラズマ閉じ込めにおいて重要な問題である突発的な熱輸送現象と関連する空間、速度空間構造を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、核融合プラズマ研究で実験解析、理論解析問わず幅広く利用される5次元（空間3次元、速度空間2次元）のジャイロ運動論的プラズマ乱流シミュレーションを対象とするデータ解析手法を開発した。
本研究では、次元削減技術の一つである主成分分析により可視化困難であったデータを位相空間基底(3次元)と空間係数の時系列データ(3次元)の組として表現することに成功した。同時に10TB規模のデータを10GB程度に圧縮した。
これによって、核融合プラズマ閉じ込めにおいて重要な問題である突発的な熱輸送現象と関連する空間、速度空間構造を明らかにした。
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