2流体プラズマを用いた次世代磁気圏シミュレーションモデルの開発

• 研究課題/領域番号: 25800275
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 京都大学 (2014-2015); 九州大学 (2013)
• 研究代表者: 深沢 圭一郎 京都大学, 学術情報メディアセンター, 准教授 (50377868)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 磁気圏シミュレーション / 宇宙プラズマ / 並列計算 / 数値シミュレーション / 2流体プラズマ

研究成果の概要

MHDシミュレーションを拡張して、陽解法による2流体プラズマシミュレーションの開発を進めた。実行テストにおいて、非物理的振動が見られるため、方程式系を含め、見直しが必要な状況である。陽解法では光速で、計算の時間ステップが規定されてしまうため、陰解法の導入を調査したが、計算結果がなまってしまう現象を回避するためには時間ステップを短くするしかなく、陽解法と比べて計算時間的にはそれほど優位性がなかった。このように開発しているシミュレーションは計算時間がかかるため、並列計算が必須であるが、新しい通信モデルを導入することでエクサスケール環境においても高い並列計算性能を発揮できることが確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] A high-resolution global Vlasov simulation of a small dielectric body with a weak intrinsic magnetic field on the K computer (2015)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., and K. Fukazawa
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 67 号: 1
  • DOI: 10.1186/s40623-015-0216-0
  • NAID: 120005756321
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyzing and mitigating the impact of manufacturing variability in power-constrained supercomputing (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Inadomi, T. Patki, K. Inoue, M. Aoyagi, B. Rountree, M. Schulz, D. Lowenthal, Y. Wada, K. Fukazawa, M. Ueda, M. Kondo, I. Miyoshi
  • 雑誌名: Proceedings of the International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC '15) 巻: 78 ページ: 12-12
  • DOI: 10.1145/2807591.2807638
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] A Simulation Study of the Dependence of the Vorticity in Saturn’s Magnetosphere on the IMF (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Fukazawa, R. J. Walker
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2015
  • 発表場所: Sanfrancisco（USA）
  • 年月日: 2015-12-14
• [学会発表] Dependence of the Vorticity in Kronian Magnetosphere on the IMF (2015)
  • 著者名/発表者名: 深沢圭一郎、R. J. Walker
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第138回総会及び講演会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス理学部・山上会館（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-10-31
• [学会発表] エクサスケールコンピューティングに向けたHaloスレッドの電磁流体シミュレーションに対する効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 深沢圭一郎、、森江善之、曽我武史、高見利也、南里豪志
  • 学会等名: 第151回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
  • 発表場所: 沖縄県沖縄市
  • 年月日: 2015-10-02
• [学会発表] An MHD Simulation of the Dynamics of the Kronian Magnetosphere Driven by Solar Wind Observations (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Fukazawa, and R. J. Walker
  • 学会等名: AOGS 12th Annual Meeting,
  • 発表場所: Singapore（Singapore）
  • 年月日: 2015-08-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高解像度土星磁気圏シミュレーションにおける渦構造の形成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 深沢圭一郎
  • 学会等名: 日本地球惑星連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] Massively parallel MHD simulation of convection and auroral emissions in Saturn's magnetosphere driven by the observed solar wind (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Fukazawa, R. J. Walker and S. Eriksson
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2014
  • 発表場所: USA (San Francisco)
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [学会発表] 大規模シミュレーションによる木星磁気圏の構造・ダイナミック スの研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深沢圭一郎
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第136回総会及び講演会
  • 発表場所: キッセイ文化ホール（長野県・松本市）
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-03
• [学会発表] Key parameter of planetary magnetospheric configuration and dynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukazawa, K., T. Ogino, R. J. Walker
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2013
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] 実アプリを用いた様々なアーキテクチャからなる計算機システムの性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 深沢 圭一郎、片桐 孝洋、大宮 学、江川 隆輔、大島 聡史、青木 尊之、下川辺 隆史、荻野 正雄、岩下 武史、東田 学
  • 学会等名: 第199回ARC・第142回HPC合同研究発表会
  • 発表場所: 札幌