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惑星衝突を伴う3次元コア形成シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 24740310
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

古市 幹人  独立行政法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 主任研究員 (50415981)

研究協力者 中川 貴司  独立行政法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 主任研究員 (50396941)
西浦 泰介  独立行政法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 技術研究員 (60509719)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード惑星形成 / 始源物質リザーバー / 初期地球 / ストークス流れ / 移流陰解法 / JNFK / コア形成 / JFNK型非線形ソルバー / 地球深部異常領域 / マントル対流 / MIC / TR-BDF2 / 大規模非線形問題 / クリロフ部分空間法 / 深部異常領域 / 地球内部ダイナミクス / 惑星形成・進化 / 線形ソルバー
研究成果の概要

本研究では、地球型惑星の中心核(コア)形成時における物質分化の様子を明らかにするために、自己重力下での自由境界表面をともなうストークス流の計算により3 次元コア形成シミュレーションを行い、問題解決の糸口を探るものである。特に惑星衝突によりマグマポンドとして溶融し分化されるプロセスに注目し、それらが惑星内部構造を岩石塑性流動の時間スケールでどのように変化させるのかを調査した。その結果、マグマポンドの形成を逃れた領域が火星サイズの初期惑星に起因する物質的異常領域を初期地球の深部に持ち込みうる可能性を見出した。さらにコア形成に伴う熱進化計算を実現可能にするための移流陰解法の開発に成功した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Implicit solution of the material transport in Stokes flow simulation: toward thermal convection simulation surrounded by free surface2015

    • 著者名/発表者名
      M. Furuichi and D. May
    • 雑誌名

      Computer Physics Communications

      巻: 192 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2015.02.011

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Robust coupled fluid-particle simulation scheme in Stokes-flow regime: Toward the geodynamic simulation including granular media2014

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi and Daisuke Nishiura
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 15 号: 7 ページ: 2865-2882

    • DOI

      10.1002/2014gc005281

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of a Stokes flow simulation code for core formation2012

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi and Takashi Nakawaga
    • 雑誌名

      Proceedings of JSST 2012

      巻: 1 ページ: 285-288

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of visualization tool for the wave propagation data on sphere2012

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi and Seiji Tubo
    • 雑誌名

      Proceedings of JSST 2012

      巻: 1 ページ: 166-169

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大規模地球変動シミュレーションの可視化技術開発2012

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人, 荒木 文明 , 陰山 聡
    • 雑誌名

      可視化情報

      巻: 32 ページ: 16-21

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] GPUやベクトル計算機における粒子リマッピングアルゴリズムの比較2012

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人, 西浦 泰介
    • 雑誌名

      第25回計算力学講演会(CMD2012)予稿集

      巻: 1 ページ: 1803-1803

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical modelling by the Stokes--DEM coupled simulation for a roof at hot magma chamber2014

    • 著者名/発表者名
      M. Furuichi and D. Nishiura
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting2014
    • 発表場所
      moscone center (アメリカ、サンフランシスコ)
    • 年月日
      2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Robust computational techniques for studying Stokes flow within deformable domains: Applications to global scale planetary formation processes2014

    • 著者名/発表者名
      M.. Furuichi and D. A. May
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting2014
    • 発表場所
      moscone center (アメリカ、サンフランシスコ)
    • 年月日
      2014-12-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Implicit solution of the material transport of the core formation simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Takashi Nakagawa and Dave May
    • 学会等名
      SEDI 2014
    • 発表場所
      湘南国際村センター (神奈川県三浦郡)
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Simulation for the Dynamical Generation of Compositional Anomaly in the Growing Planet with Core Formation2014

    • 著者名/発表者名
      M. Furuichi and T. Nakagawa
    • 学会等名
      AOGS 2014
    • 発表場所
      Royton Sapporo Hotel (北海道、札幌市)
    • 年月日
      2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of coupled Stokes-DEM simulation scheme for geodynamical magmatic studies2014

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi and Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      地球惑星連合大会2014
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-04-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Parallel Performance of Particle Method in Multi-core and Many-Core System2014

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      地球惑星連合大会2014
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Implicit solution of Stokes flow equation with material transport: toward thermal convection simulation under the gravitating field with free surface.2013

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Takashi Nakagawa, Dave May
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2013
    • 発表場所
      San Francisco Moscone Center、アメリカ合衆国
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a simulation code for a growing planet with core formation in 3D2012

    • 著者名/発表者名
      M. Furuichi , T. Nakagawa
    • 学会等名
      1st International Conference on Frontiers in Computational Physics: Modeling the Earth System
    • 発表場所
      NCAR Boulder, CO, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a Stokes flow simulation code for core formation2012

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi and Takashi Nakawaga
    • 学会等名
      JSST 2012: International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      Integrated Research Center, Kobe Univ., Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of visualization tool for the wave propagation data on sphere2012

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi and Seiji Tubo
    • 学会等名
      JSST 2012: International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      Integrated Research Center, Kobe Univ., Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of fluid-particle coupled simulation method in the Stokes flow regime: toward 3-D geodynamic simulation including granular media2012

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura and Takashi Nakagawa
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco, CA, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] GPUやベクトル計算機における粒子リマッピングアルゴリズムの比較2012

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人、 西浦 泰介
    • 学会等名
      第25回計算力学講演会(CMD2012)
    • 発表場所
      神戸大学 コンベンションホール
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ストークス流れに基づくジオダイナミクスシミュレーションの手法開発について

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人
    • 学会等名
      一般社団法人日本機械学会 流体工学部門 A-TS05-19 格子ボルツマン法の基礎と応用に関する研究会
    • 発表場所
      海洋研究開発機構、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of coupled Stokes–DEM simulation scheme for geodynamical magmatic studies

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      地球惑星連合大会2014
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computational performance of a smoothed particle hydrodynamics simulation for shared-memory parallel computing

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      GPU and MIC solutions for Multiscale Coupling and Multiphysics Approaches in Computational Sciences
    • 発表場所
      西オーストラリア大学、オーストラリア
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical generation of compositional heterogeneity in a growing planet with core formation

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人
    • 学会等名
      国立天文台理論研究部セミナー
    • 発表場所
      国立天文台、東京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computational performance of a smoothed particle hydrodynamics simulation for shared-memory parallel computing

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi, Daisuke Nishiura
    • 学会等名
      SPNS2013 international workshop on software for peta-scale numerical simulaion
    • 発表場所
      東京大学地震研究所、東京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of fluid-particle coupled simulation method in the Stokes flow regime: toward 3-D geodynamic simulation including granular media

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi
    • 学会等名
      ETH: Geophysical Fluid Dynamics and Numerical Modelling Seminar
    • 発表場所
      ETH, Switzerland
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of fluid-particle coupled simulation method in the Stokes flow regime: toward 3-D geodynamic simulation including granular media

    • 著者名/発表者名
      Mikito Furuichi
    • 学会等名
      Cardiff University, School of Engineering, Numerical modelling seminar
    • 発表場所
      Cardiff University, England
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of fluid-particle coupled simulation method in the Stokes flow regime: toward 3-D geodynamic simulation including granular media

    • 著者名/発表者名
      古市 幹人
    • 学会等名
      東京大学地震研究所 セミナー
    • 発表場所
      東京大学地震研究所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Source process and broadband waveform modeling of 2011 Tohoku earthquake using Spectral-Element method

    • 著者名/発表者名
      Seiji Tsuboi, Takeshi Nakamura, Mikito Furuichi
    • 学会等名
      The 3rd AICS International Symposium Computer and Computational Sciences for Exascale Computing
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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