核燃焼プラズマ輸送数値実験の開発

• 研究課題/領域番号: 22686086
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 井戸村 泰宏 独立行政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, 研究主幹 (00354580)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円); 2013年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2012年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2011年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: ジャイロ運動論 / トカマク / ITER / プラズマ乱流 / 核融合 / 運動量輸送 / ペタスケール / 数値実験 / 核燃焼プラズマ

研究概要

full-fジャイロ運動論シミュレーションをペタスケール計算機で効率的に処理するシミュレーション技術を開発し、プラズマ輸送数値実験の時空間スケールを大幅に拡大した。閉じ込め時間スケールの長時間数値実験により自発プラズマ回転分布の形成・維持機構を解明した。ITER規模の数値実験によって大型装置の閉じ込めスケーリングに乱流輸送の加熱パワースケーリングが大きく影響することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Communication overlap techniques for improved strong scaling of gyrokinetic Eulerian code beyond 100k cores on the K-computer (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura, M. Nakata, S. Yamada, M. Machida, T. Imamura, T.-H. Watanabe, M. Nunami, H. Inoue, S. Tsutsumi, I. Miyoshi, and N. Shida
  • 雑誌名: International Journal of High Performance Computing Application 巻: 28 号: 11 ページ: 73-86
  • DOI: 10.1088/0029-5515/53/11/113039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full-f gyrokinetic simulation over a confinement time (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 21 号: 2 ページ: 22517-22517
  • DOI: 10.1063/1.4867180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma Size and Power Scaling of Ion Temperature Gradient Driven Turbulence (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura and M. Nakata
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 21 号: 2 ページ: 20706-20706
  • DOI: 10.1063/1.4867379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Progress of full-f gyrokinetic simulation toward reactor relevant numerical experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura, M. Nakata, and S. Jolliet
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res 巻: 9 号: 0 ページ: 3503028-3503028
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3503028
  • NAID: 130005250523
  • 査読あり
• [雑誌論文] Communication overlap techniques for improved strong scaling of gyrokinetic Eulerian code beyond 100k cores on the K-computer (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura, M. Nakata, S. Yamada, M. Machida, T. Imamura, T.-H. Watanabe, M. Nunami, H. Inoue, S. Tsutsumi, I. Miyoshi, and N. Shida
  • 雑誌名: International Journal of High Performance Computing Applications 巻: 28 号: 1 ページ: 73-86
  • DOI: 10.1177/1094342013490973
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vlasovシミュレーションのコーディング技法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉智彦
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 89 ページ: 171-179
• [雑誌論文] Accuracy of momentum transport calculations in full-f gyrokinetic simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 雑誌名: Comput. Sci. Disc 巻: 5 号: 1 ページ: 14018-14018
  • DOI: 10.1088/1749-4699/5/1/014018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma size scaling of avalanche-like heat transport in tokamaks (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Jolliet and Y. Idomura
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 52 号: 3 ページ: 23026-23026
  • DOI: 10.1016/j.jcp.2011.01.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear categorization of the energetic-beam driven instability with drag and diffusion (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Lesur
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 52 号: 9 ページ: 94004-94004
  • DOI: 10.1088/0029-5515/52/9/094004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parallel filtering in global gyrokinetic simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Jolliet
  • 雑誌名: J.Comput.Phys. 巻: 231 ページ: 745-758
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma size scaling of avalanche-like heat transport in tokamaks (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Jolliet
  • 雑誌名: Nucl.Fusion 巻: 52 ページ: 23026-23026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance evaluations of gyrokinetic Eulerian code GT5D on massively parallel multi-core platforms (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura and S. Jolliet
  • 雑誌名: Proceedings of SC11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consequences of profile shearing on toroidal momentum transport (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Camenen, Y. Idomura, S. Jolliet, and A. G. Peeters
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 51 号: 7 ページ: 73039-73039
  • DOI: 10.1088/0029-5515/51/7/073039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overview of toroidal momentum transport (2011)
  • 著者名/発表者名: A.G. Peeters, C. Angioni, A. Bortolon, Y. Camenen, F.J. Casson, B. Duval, L. Fiederspiel, W.A. Hornsby, Y. Idomura, T. Hein, N. Kluy, P. Mantica, F.I. Parra, A.P. Snodin, G. Szepesi, D. Strintzi, T. Tala, G. Tardini, P. de Vries and J. Weiland
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 51 号: 9 ページ: 94027-94027
  • DOI: 10.1088/0029-5515/51/9/094027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance evaluations of advanced massively parallel platforms based on gyrokinetic toroidal five-dimensional Eulerian code GT5D (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 雑誌名: Progress in Nuclear Science and Technology 巻: 2 ページ: 620-627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance evaluations of gyrokinetic Eulerian code GT5D on massively parallel multi-core platforms (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 雑誌名: Proceedings of SC11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulating Plasma turbulence with the Global Eulerian Gyrokinetic Code GT5D : Numerical Aspects (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Jolliet
  • 雑誌名: Progress in Nuclear Science and Technology 巻: 2 ページ: 85-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consequences of profile shearing on toroidal momentum transport (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Camenen
  • 雑誌名: Nucl.Fusion 巻: 51 ページ: 73039-73039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gyrokinetic simulations of turbulent transport : size scaling and chaotic behavior (2010)
  • 著者名/発表者名: L.Villard
  • 雑誌名: Plasma Phys.Control.Fusion 巻: 52 ページ: 124038-124038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic determination of kinetic parameters for frequency sweeping Alfven eigenmodes (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Lesur
  • 雑誌名: Phys.Plasmas 巻: 17 ページ: 122311-122311
  • 査読あり
• [学会発表] ペタスケール計算機における核融合プラズマ乱流コードの最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2013
  • 発表場所: 土岐
  • 招待講演
• [学会発表] 大域及び局所ジャイロ運動論モデルに基づく固定勾配/固定熱流駆動ITG乱流シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 仲田資季, 井戸村泰宏
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2013
  • 発表場所: 土岐
  • 招待講演
• [学会発表] ペタスケール計算機における核融合プラズマ乱流シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: 第9回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] Development of multi-species model in local gyrokinetic turbulence simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: M.nakata
  • 学会等名: 17^<th> NEXT Workshop
  • 発表場所: 東京大学(千葉県)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] トロイダルITG/ETG乱流における非線形エントロピー伝達過程 (2012)
  • 著者名/発表者名: 仲田資季
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西大学(大阪府)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] CSCを使用したプラズマ乱流輸送研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: 第1回IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: 東京大学(千葉県)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Optimization of GT5D code on peta-scale machines (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 学会等名: 17^<th> NEXT Workshop
  • 発表場所: 東京大学(千葉県)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Progress of full-f gyrokinetic simulation toward reactor relevant numerical experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference on Large-scale Simulation and Fusion Science
  • 発表場所: Toki, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Computational challenges in petascale fusion plasma simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: CCP2012 Conference on Computational Physics
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Influence of plasma size on heat and momentum transport in global steady-state ITG simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Jolliet and Y. Idomura
  • 学会等名: 17th Joint EU-US TTF meeting and 4th EFDA TTG meeting
  • 発表場所: Padova, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Momentum transport in full-f gyrokinetic simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 学会等名: Plasma2011
  • 発表場所: 石川県音楽堂(石川県)
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] Performance evaluations of gyrokinetic Eulerian code GT5D on massively parallel multi-core platforms (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 学会等名: SC11
  • 発表場所: 米国シアトル
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Momentum transport in full-f gyrokinetic simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 学会等名: 22^<nd> International Conference on Numerical Simulations of Plasma
  • 発表場所: 米国ロングビーチ(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Momentum transport in full-f gyrokinetic simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 学会等名: JIFT-WS on "Hierarchical Self-Organization of Turbulences and flows in Plasmas, Oceans and Atmospheres
  • 発表場所: 米国ロングビーチ
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Nonlinear entropy transfer via zonal flows in gyrokinetic plasma turbulent transport (2011)
  • 著者名/発表者名: M.nakata
  • 学会等名: 1^<st> Asia pacific Transport Working Group Conferenee
  • 発表場所: 核融合科学研究所(岐阜県)
  • 年月日: 2011-06-16
• [学会発表] 核融合プラズマ乱流シミュレーションの多階層並列化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: HPCS2011
  • 発表場所: 産業総合技術研究所(茨城県)
  • 年月日: 2011-01-18
• [学会発表] 超並列マルチコア環境における核融合プラズマ乱流シミュレーションの性能評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: 次世代スーパーコンピューティング・シンポジウム2010および第1回戦略プログラム5分野合同ワークショップ
  • 発表場所: ニチイ学館(兵庫県)
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] Momentum transport in full-f gyrokinetic simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura and S. Jolliet
  • 学会等名: 22nd International Conference on Numerical Simulations of Plasmas
  • 発表場所: Long Beach, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 運動量輸送におけるプラズマサイズおよび運動論的電子応答の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第23回年会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] Performance evaluations of advanced massively parallel platforms based on gyrokinetic toroidal five-dimensional Eulerian code GT5D (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 学会等名: The Joint International Conference of the 7th Supercomputing in Nuclear Application and the 3rd Monte Carlo (SNA+MC2010)
  • 発表場所: 学術総合センター(東京都)
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] Impact of Toroidal Rotation and Safety Factor on Ion Turbulent Transport in Tokamaks (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Idomura
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: デジョン、韓国
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] Full-f gyrokinetic simulation over a confinement time
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: 40th EPS Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: エスポ、フィンランド
• [学会発表] Progress of full-f gyrokinetic simulation toward reactor relevant numerical experiments
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: 23rd International Toki Conference on Large-scale Simulation and Fusion Science
  • 発表場所: セラトピア土岐（岐阜県）
  • 招待講演
• [学会発表] Fixed-gradient and fixed-flux full-f simulations of global ion temperature gradient driven turbulent transport
  • 著者名/発表者名: M. Nakata and Y. Idomura
  • 学会等名: 40th EPS Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: エスポ、フィンランド
• [学会発表] Plasma size scan of ITG turbulence simulations on the K-computer
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura and M.Nakata
  • 学会等名: 23rd International Conference on Numerical Simulation of Plasmas
  • 発表場所: 北京、中国
• [学会発表] ペタスケール計算機における核融合プラズマ乱流コードの最適化
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2013
  • 発表場所: 核融合科学研究所（岐阜県）
  • 招待講演
• [学会発表] 大域及び局所ジャイロ運動論モデルに基づく固定勾配／固定熱流駆動ITG乱流シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 仲田資季、井戸村泰宏
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2013
  • 発表場所: 核融合科学研究所（岐阜県）
  • 招待講演
• [学会発表] 閉じ込め時間スケールのfull-fジャイロ運動論シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: プラズマ･核融合学会第30回年会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] GT5DOCTプロジェクトにおける研究成果
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: 第3回IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: 航空会館（東京都）
• [学会発表] イオン温度勾配駆動乱流のプラズマサイズおよび加熱パワー依存性
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県）
• [学会発表] full-f 静電ジャイロ運動論を用いた高速粒子駆動測地音波モード(EGAM)のシミュレーション研究
  • 著者名/発表者名: 三木一弘、井戸村泰宏
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県）
• [学会発表] Development of numerical techniques toward extreme scale fusion plasma turbulence simulations
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: JSST2012 International Conference on Simulation Technology
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県）
• [学会発表] Computational challenges in petascale fusion plasma simulations
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: CCP2012 Conference on Computational Physics
  • 発表場所: ニチイ学館（兵庫県）
  • 招待講演
• [学会発表] Communication overlap techniques for improved strong scaling of gyrokinetic Eulerian code beyond 100k cores on the K-computer
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: SC12
  • 発表場所: ソルトレイクシティ、米国
• [学会発表] Momentum transport in 3rd order gyrokinetics
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: 18th NEXT Workshop
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構（青森県）
• [学会発表] Convergence of momentum transport in 3rd order gyrokinetics
  • 著者名/発表者名: Y. Idomura
  • 学会等名: JIFT-WS on “Neoclassical and Turbulent Flow Generation and Associated Transport”
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
• [学会発表] ペタスケール計算機における核融合プラズマ乱流シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: 第9回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
  • 招待講演
• [学会発表] プラズマ乱流シミュレーションにおける通信マスク手法開発
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: HPCS2013
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] 京における超並列核融合プラズマシミュレーションのための通信マスク手法開発
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: 第4回HPCI戦略プログラム合同研究交流会
  • 発表場所: 計算科学研究機構（兵庫県）
• [学会発表] ペタスケールジャイロ運動論シミュレーションの通信マスク手法の開発
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: プラズマ･核融合学会第25回年会
  • 発表場所: クローバープラザ（福岡県）
• [学会発表] HeliosにおけるGT5Dコードを用いたトカマク乱流シミュレーションの進展
  • 著者名/発表者名: 井戸村泰宏
  • 学会等名: 第2回IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: 航空会館（東京都）
• [学会発表] Influence of plasma size on heat and momentum transport in global steady-state ITG simulations
  • 著者名/発表者名: S. Jolliet
  • 学会等名: 17th Joint EU-US TTF meeting and 4th EFDA TTG meeting
  • 発表場所: パドバ、イタリア
  • 招待講演
• [学会発表] Plasma size and collisionality scaling of ion temperature gradient driven turbulent transport
  • 著者名/発表者名: M. Nakata
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: サンディエゴ、米国
• [学会発表] Comparison of fixed-flux and fixed-gradient global gyrokinetic simulations of ITG turbulence
  • 著者名/発表者名: M. Nakata
  • 学会等名: JIFT-WS on “Neoclassical and Turbulent Flow Generation and Associated Transport”
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
• [学会発表] 固定熱流および固定勾配駆動ITG乱流の大域的ジャイロ運動論シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 仲田資季
  • 学会等名: プラズマ･核融合学会第25回年会
  • 発表場所: クローバープラザ（福岡県）
• [備考]
  • URL: http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/theory/index.html
• [備考]
  • URL: http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/theory/index.html