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6次元ボルツマン方程式ソルバーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25610050
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関東京大学

研究代表者

吉田 直紀  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90377961)

研究協力者 田中 賢  筑波大学, 計算物理研究センター, 研究員 (10783722)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードボルツマン方程式 / プラズマ物理 / 宇宙の構造形成 / ニュートリノ / 数値計算 / 宇宙論 / 数値シミュレーション / 宇宙物理学 / プラズマ物理学
研究成果の概要

自己重力系の進化を追う6次元ボルツマンコードを開発した。その基本スキームは、空間5次あるいは7次精度で、速度分布関数の単調性および正値性を保証し、時間積分をセミラグランジュ的に行うものであるため、従来のボルツマン(ブラソフ)ソルバーよりも高速で実行でき、結果の精度も高い。実際に、自由流やランダウ減衰などのプラズマ物理および自己重力シミュレーションの基本テスト問題に適用し、その解の精度と収束性を確かめた。最終年度には、ニュートリノなどの熱的成分にはブラソフソルバーを用い、ダークマター成分には従来の粒子法を用いるハイブリッドコードを開発し、宇宙論的構造形成シミュレーションをおこなった。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [学会発表] シミュレーションデータベースと統計学2017

    • 著者名/発表者名
      吉田直紀
    • 学会等名
      「京からポスト京へむけて」シンポジウム
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2017-02-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Simulations of Cosmic Structure Formation2016

    • 著者名/発表者名
      吉田直紀
    • 学会等名
      The First Computer Alliance Symposium
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 6 次元位相空間上での Vlasov シミュレーションにおける高次精度化2016

    • 著者名/発表者名
      田中賢、吉川耕司、吉田直紀
    • 学会等名
      日 本天文学会 2016 年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京 (東京都・八王子市)
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-Component Cosmological Simulations2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshida
    • 学会等名
      SPPEXA Annual Meeting
    • 発表場所
      ミュンヘン (ドイツ)
    • 年月日
      2016-01-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simulations of the formation of large-scale structure2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshida
    • 学会等名
      Darkside of the Universe
    • 発表場所
      京都大学 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structure Formation in the Early Universe2014

    • 著者名/発表者名
      吉田直紀
    • 学会等名
      Unsolved Problems in Astrophysics
    • 発表場所
      エトベシュ大学 (ブダペスト、ハンガリー)
    • 年月日
      2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙の大規模構造形成2014

    • 著者名/発表者名
      吉田直紀
    • 学会等名
      第3回 Particle Physics of the Dark Universe
    • 発表場所
      東京大学理学部 (東京都文京区)
    • 年月日
      2014-04-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct Integration of the Collisionless Boltzmann Equation2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshida
    • 学会等名
      Exascale Computing in Astrophysics
    • 発表場所
      スイス アスコナ
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 銀河系ワープとマゼラン雲のシミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      吉田直紀
    • 学会等名
      RESCEUサマースクール
    • 発表場所
      山形県蔵王
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2025-01-06  

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