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情報量規準を用いた核融合プラズマデータの情報抽出とプラズマ物理との相補性

研究課題

研究課題/領域番号 22K03582
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分14020:核融合学関連
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

横山 雅之  核融合科学研究所, 研究部, 教授 (60290920)

研究分担者 菊地 和平  統計数理研究所, 統計思考院, 特任助教 (20848650)
山口 裕之  核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (90797101)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード核融合プラズマ / 情報量規準 / 回帰 / プラズマ物理 / 相補性 / 重要変数 / データ
研究開始時の研究の概要

核融合プラズマ研究のデータに対して統計分野の情報量規準を導入し、複雑に絡み合った現象をプラズマ物理とは違った視点で紐解く研究を試行し、その妥当性、有用性を明らかにする。プラズマ物理に基づく注目変数だけでは必ずしも見尽くすことができなかった、データが有する情報を情報量規準で効率的に抽出し、プラズマ物理による納得性や、データ基盤の視点での新発見や気づきを創出する。プラズマ物理との相補性を考えることで、核融合プラズマ研究の質的強化を図る。

研究実績の概要

核融合プラズマのデータ同化シミュレーションから得られた熱輸送係数のギャップ(プラズマ物理に基づいたモデルと温度計測データを同化させて得られた「最適化」されたモデルとの差異:数値データ)に対して情報量規準を用いた説明変数の重要度、回帰のべき数などの検討を引き続き行い、それらについて国際会議におけるポスター発表や英文学術誌への論文発表などを通じて成果発信を行った。また、国内においては、理化学研究所革新知能統合研究センターで開催された数理・情報・物理の融合的学際研究の研究会合においてポスター発表を行い、データ同化と統計解析を融合させたモデリング手法として、数理・情報分野の研究者との議論を行った。さらに、光源開発に関する計測データへのデータ同化導入を検討しているグループとの研究打ち合わせも行い、データ同化だけでなく、そこで生み出される「ギャップ」に関するデータから未知の変数依存性の明確化や実効的な数値モデリングの導出過程で、本研究で生み出した情報量規準を用いた手法を活用する可能性などについて議論を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ここまでに得られている成果について論文発表や国際会議での発表などを行っている。また、手法や知見の汎化性や波及性を高める観点で、数理・情報分野の研究者との議論、光源開発におけるデータ利活用への手法応用可能性などの検討など、幅広い研究発展がある。

今後の研究の推進方策

データ同化によって得られる「ギャップ」データについて、より物理に密接に関連していると考えられる変数群を説明変数候補とした回帰、その過程での情報量規準の活用などを通じて、プラズマにおける微視的不安定性などの現象と熱輸送の大きさを直接的に結びつけることができるモデリングの可能性を試していく。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Plausible Model Improvement Utilizing the Information Obtained from Data Assimilation2024

    • 著者名/発表者名
      Masayuki YOKOYAMA, Yuya MORISHITA and Sadayoshi MURAKAMI
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 19 号: 0 ページ: 1203006-1203006

    • DOI

      10.1585/pfr.19.1203006

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2024-02-08
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Plausible model creation by means of data assimilation2023

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Yokoyama, Yuya Morishita and Sadayoshi Murakami
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] データ同化と物理モデリング2022

    • 著者名/発表者名
      横山雅之、森下侑哉、村上定義
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第39回年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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