超高速計算機(ス-パ-コンピュ-タ-・重力専用計算機)による数値的天文学の構築

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02302014
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 観山 正見 国立天文台, 理論天文学研究系, 助教授 (00166191)
• 研究分担者: 中村 卓史 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80155837) ; 藤本 光昭 名古屋大学, 理学部, 教授 (70022580) ; 中澤 清 東京工業大学, 理学部, 教授 (10025455) ; 杉本 大一郎 東京大学, 教養学部, 教授 (10022592) ; 内田 豊 東京大学, 理学部, 教授 (90012814)
• キーワード: ス-パ-コンピュ-タ- / 重力専用計算機 / 数値シミュレ-ション / 理論天文学 / 問題別専用計算機 / 非線型現象 / 非定常問題 / 自己重力系

研究概要

天体現象においては、自己重力が本質的に係わる場合が多く、このため現象は非線形・非平衡でありかつ非一様となる場合が多々あり問題の解析を複雑にしている。従ってこれらの現象の解析には、超高速計算機を用いたシミュレ-ションが有効な手段となり得る。特に最近のス-パ-コンピュ-タ-の演算速度や記憶容量の飛躍的発展によって、以前は不可能であった問題が解析可能となってきている。しかし、それら超高速計算機の能力を十分生かして、かつ天体物理に本質的な重力の効果を考慮したソフトウェア-に関しては、十分な完成度に達しているとはいえず、その開発に関しても個別に行われているにすぎない。一方球状星団のような重力多体系の問題のように重力の計算部分は極めて簡単な表式であるため専用計算機を設計・製作した方が良い場合もある。そこで、個々の天体現象をシミュレ-ションによって解析し、発見法的に基本法則の求めたり、観測天文学に於いての現象論となり得る様な数値的天文学の構築のために、その基礎となる計算法や専用マシンの設計を確立する事が本申請研究の目的であった。
以上の目的に沿って、今年度の活動は研究班全体の研究会開催と、研究成果の欧文報告集出版にあてられた。1990年12月に開催された研究会においては百名を越える参加があり、流体力学問題、電磁流体力学問題に対する計算手法が活発に論議された。また、重力多体問題専用機などの問題別専用マシンの作成についても種々のアイデア紹介され、議論が進んだ。さらに、この研究会集録という形で、欧文報告集を出版した。この中には、1990年度の日本における天体物理関係のシミュレ-ションを使った主な研究や専用計算機の作成に関する論文が数多く掲載されている。これらを国内はもとより海外の研究者にも広く配布して、研究紹介する事を計画している。

研究成果

• [文献書誌] S.Watanabe: "Collision and Tidal Interraction between Planetesimals" Proc.Lunar Planet.Sci.conf.20th,in J.Geophys.res.95. (1990)
• [文献書誌] S.M.Miyama: "Weak Nonーlinear Approach to the Instability of Differentially Rotating Discs" Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (1991)
• [文献書誌] T.Yoshida: "Numerical Study of the Nonーlinear Stage of Thermal Instability in Cooling Flows II.Spherical Background Flow Case." Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (1991)
• [文献書誌] A.Habe: "Triggering the Collapse of Selfーgravitating Clouds by Torsional Alfven Waves." Publ.Astron.Soc.Japan,. (1991)
• [文献書誌] M.Fukunaga,M.and Tosa,M.: "Dynamics of a Selfーgravitating Gas Disk in an Ovally Distorted Gravitational Potential." Publ.Astron.Soc.Japan. (1991)
• [文献書誌] T.Kimura,T.and Tosa,M.: "Globule Formation in a Disturbed Converging Shock." Mon.Not.Roy.Astr.Soc.(1991)
• [文献書誌] M.Umemura: "Hydrodynamical Interaction of Galaxies" IUPAP Conference“Primordial Nucleosynthesis and Evolution of Early Universe". (1991)
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Negative Results of Luminosity Segregation by Absorption Corrected CfA Data Analysis." Mon.Not.Roy.Astron.Soc.(1991)
• [文献書誌] Y.Uchida: "Evidence for a Rotating Filament in L1641,Part of the Orion Cloud Complex." Nature. 349. 140-142 (1991)
• [文献書誌] Y.Uchida: "Velocity Split along RhoーOph Streamer" Publ.Astron.Soc.Japan. 42. 69-83 (1991)
• [文献書誌] S.Yamada: "Asymmetry and Global Mixing in SN1987A by the NonーSpherical Shock Wave." Prog.Theor.Phys.83. 713-722 (1990)
• [文献書誌] S.Yamada: "Global Mixing in SN1987A by the Asymmetric Shock Wave" Astrophys.J.362. L47-L49 (1990)
• [文献書誌] D.Sugimoto: "Special Purpose Computer for NーBody Problems" Proc.IAU Symp.(Sydney,Australia),. 148. (1990)
• [文献書誌] J.Makino: "Mergin of Binary Globular Clusters: Case of Unequal Masses" Astrophys.Sapce Sci.(1991)
• [文献書誌] K.Wakano: "Numerical Study of Cosmic No Hair Conjecture" Phys.ReV.D. (1991)
• [文献書誌] Y.Yamada: "Three Dimensional Sinulations of Supernova Explosion I" Prog.Theor.Phys.84. 430-448 (1990)
• [文献書誌] F.Takahara: "Particle Acceleration by Oblique Shock Waves" Proc.ICRR International Symposium on“Astrophysical Aspects of the Most Energetic Cosmic Roys. (1990)
• [文献書誌] M.Kasai: "Angular Diameter Distanceーin a clumpy Universe" Phys.Lett.A.147. 97-105 (1990)
• [文献書誌] K.Shibata: "Interaction of Molecular Bipolar Flows with Interstellar CondensationsーSweeping Magnetic Twist Mechanism and the Blobs in L1551 Molecular Flow" Publ.Astron.Soc.Japan. 42. 39-67 (1990)
• [文献書誌] K.Shibata: "Magnetic Accretion Disks Fall into Two Types" Astrophysical J.350. 295-299 (1990)
• [文献書誌] M.Sakagami and N.Gouda: "On the Collective in SelfーGravitating Stellar Systems" (1991)
• [文献書誌] N.Gouda: "Constraints on Open Universe Models from Quadrupole Anisotropy of the Cosmic Microwave Background" Astrophy.J.(Letters). (1991)
• [文献書誌] S.Inagaki: "Generalized Variational Principle for Collisional Stellar Dynamics" Mon.Not.R.Astron.Soc.244. 254-259 (1990)
• [文献書誌] M.Ito: "Gravitational Clustering of Galaxies,Comparison of Thermodynamics Theory and NーBody Simulatons.II Effects of Different Masses" Astrophys.J.356. 315-331 (1990)
• [文献書誌] K.Ohtsuki: "Kinetic Behavior of Planetesimals Revolving around the Sun" Adv.Space Res.10. 105-108 (1990)
• [文献書誌] M.Hasegawa: "Distant Encounter between Keplerian Particles" Astron.Astrophys.227. 619-627 (1990)
• [文献書誌] K.Tomisaka: "Superbubble in Galactic Magnetic Field" The Astrophysical Journal. 361. L5-L8 (1990)
• [文献書誌] K.Tomisaka: "The Equilibria and Evolutions of Magnetized,Rotating,Isothermal,Clouds.IV.QuasiーStatic Evolution" The Astrophysical Journal. 362. 202-214 (1990)
• [文献書誌] Y.Tatematsu: "Dynamics of rotating gaseous ellipsoids in external force fields" Publ.Astron.Soc.Japan. 42. 217-247 (1990)
• [文献書誌] M.Fujimto: "Asymmetric distribution of gas in the Large Magellanic Cloud and dynamical conditions for globular cluster formations" Publ.Astron.Soc.Japan. 42. 505-516 (1990)
• [文献書誌] T.Matsuda: "Mass Transfer by Tidally Induced Spiral Shocks in an Accretion Disk" Astronomy and Astrophysics. 235. 211-218 (1990)
• [文献書誌] T.Matsuda: "Instability of Astrophysical Jets.I.ーNumerical Simulation of Axisymmetric Opposing Jetsー" Progress of Theoretical Physics. 84. 837-855 (1990)
• [文献書誌] S.Narita: "RotationーDominant Equilibria of Isothermal Clouds" Mon.Not.R.astr.Soc.244. 349-356 (1990)
• [文献書誌] K.Tomita: "Gravitational Lens Effect on the Images of of High Redshift Objects" Prog.Theor.Phys.83. 467-490 (1990)
• [文献書誌] K.Tomita: "Observed Relations in Model universe Dominated by Defected Matter" Prog.Theor.Phys.84. 892-898 (1990)