| 研究課題/領域番号 |
22KJ2072
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| 補助金の研究課題番号 |
21J20930 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
奥 裕理 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 銀河形成 / 数値流体シミュレーション / 超新星爆発 / 星形成 / 銀河アウトフロー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超新星爆発や活動銀河核などの天体活動によるフィードバックは銀河の形成過程において不可欠な要素であると考えられている。しかし、フィードバックが銀河の星形成活動を制御する物理プロセスは理解されておらず、銀河形成理論における大きな課題となっている。
本研究では、pcスケールの高分解能シミュレーションに基づいた複数のサブグリッドモデルを開発し、宇宙論的銀河形成シミュレーションによってモデルを比較することで、モデルに取り込んだ物理過程が銀河形成に与える影響を調べる。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、大規模計算に向けて、宇宙論的流体シミュレーションコードGADGET4-Osakaの開発に取り組んだ。主な内容は以下3点である。
第一に、GADGET4-Osakaで採用されているSPH法流体ソルバの改善と検証を行った。先行研究で提案された人工粘性と人工熱伝導を実装し、点源爆発テストやケプラー円盤テストなどで精度を検証した。関数形やパラメータを網羅的に調査し、両方のテストでよい結果を出すような、必要な領域のみで人工粘性を発生させるスキームを開発した。
第二に、コードの最適化を行った。SIMD並列を有効に使えるようにコードを変更し、流体計算を高速化した。また、通信の最適化を行い、無駄な通信と待ち時間を削減した。さらに、計算ドメインの分割方法を調整することでメモリバランスを改善し、ドメイン分割に掛かる時間も短縮した。これらの最適化によって2倍程度の高速化を達成した。
第三に、昨年度まで開発してきた超新星フィードバックモデルを実装し、テスト計算を行ってモデルの検証と変更を行った。テスト計算としてはボックスサイズ 50 Mpc の宇宙論的シミュレーションを実行し、銀河の質量関数などを観測と比較した。その結果、観測を再現するためには高赤方偏移で強いフィードバックが必要であることが分かった。本年度の研究では、高密度な高赤方偏移銀河でフィードバックが強く働く状況を考慮したモデルを実装し、それにより観測をより良く再現することを確認した。
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| 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
今年度には大規模計算を実行する予定であり、昨年度中にその準備がほぼ整ったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題の最終年度となる令和５年度には、これまで開発してきた超新星フィードバックモデルを使った大規模計算を実行し、その解析を行う予定である。解析にあたっては2024年度観測開始予定のすばる望遠鏡PFSでの観測を念頭に置き、その観測予言を中心に進める予定である。
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