| 研究課題/領域番号 |
20K14559
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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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小区分17020:大気水圏科学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 (2022-2023)
国立研究開発法人理化学研究所 (2020-2021) |
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研究代表者 |
松嶋 俊樹 神戸大学, 理学研究科, 特命助教 (00803553)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 雲微物理 / 乱流 / ラージ・エディ・シミュレーション / 超水滴法 / 雲物理 / 最適輸送理論 / 高性能計算 / 粒径分布 / 数値モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
雲粒の凝結過程とその乱流影響をほぼ解像するような超高解像度の数値実験が可能な数値モデルを構築する．特に数値モデルの根幹である，力学過程や雲微物理過程において，現実を良く近似する精緻な方法でありながら, 計算機でより高速・高効率となるようアルゴリズムの開発・最適化を行い，その有効性を従来モデルと比較し実証する．開発した数値モデルを用いて実際に大規模な数値実験を行い，低解像度の数値モデルを用いて得られる結果との差を調べる．
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| 研究成果の概要 |
超水滴法を用いたメートルからサブメートルスケールの数値シミュレーションが可能な数値モデルを構築した。構築した数値モデルは、従来の雲微物理スキームであるビン法より高速かつバルク法に匹敵する計算性能をもつ。また雲と乱流の相互作用をコントロールするパラメータの精度を改善する、最適輸送理論を用いたサンプリング手法の導入や、超水滴数密度の空間一様性を改善する高精度移流スキームの開発を行った上で、スーパーコンピューター「富岳」上で高いレベルの計算最適化を行い、直接数値実験(DNS)とラージ・エディ・シミュレーション(LES)のスケールギャップをつなげる解像度領域の計算が可能なことを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題により、直接数値実験とラージ・エディ・シミュレーションのスケールギャップを繋ぐ数値モデルを開発できた。従来不可能であった精度の数値シミュレーションが可能となることで、今後、微細スケールから気象・気候スケールまでの広いダイナミックレンジにおける、雲と乱流の相互作用の理解に繋がることが期待される。
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