世界最高速の3次元マントル対流シミュレーションプログラムの開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19540452
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 亀山 真典 愛媛大学, 地球深部・ダイナミクス研究センター, 准教授 (70344299)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: マントル対流 / 数値シミュレーション / 並列計算 / インヤン格子 / 多重格子法 / 局所時間刻み法 / クリロフ部分空間法 / 非弾性流体近似

研究概要

本研究では、応募者が中心となって開発してきた固体地球シミュレーションツール群を融合し、世界最高レベルの3次元マントル対流シミュレーションプログラムを開発した。このプログラムにより、現実のマントル物質の性質を取り入れた対流シミュレーション、及び世界でも類を見ない高解像度での大規模3次元シミュレーションの実行を可能にした。また本研究で開発したプログラムのソースコード一式を応募者ホームページ内よりアクセス可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] A Community Benchmark for 2D Cartesian Compressible Convection in the Earth's Mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: S.D. King, C. Lee, P.E. van Keken, W. Leng, S. Zhong, E. Tan, N. Tosi, M. Kameyama
  • 雑誌名: Geophys. J. Int 180 ページ: 73-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Validity test of a Stokes flow solver by fluid rope coiling: toward plate-mantle simulation, Phys (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Furuichi, M. Kameyama, A. Kageyama
  • 雑誌名: Earth Planet. Inter 176 ページ: 44-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multigrid-based Simulation Code for Mantle Convection in Spherical Shell Using Yin-Yang Grid (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kameyama, A. Kageyama, T. Sato
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter 171 ページ: 19-32
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubiquitous interactive visualization of 3D mantle convection using a web-portal with Java and Ajax framework (2008)
  • 著者名/発表者名: J.B.S.G. Greensky, W.W. Czech, D.A. Yuen, M.R. Knox, M.R. Damon, S.S. Chen, M. Kameyama
  • 雑誌名: Visual Geosciences 13 ページ: 105-115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactive visualization of 3D mantle convection (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Damon, M. Kameyama, M. Knox, D.H. Porter, D.A. Yuen, E.O.D. Sevre
  • 雑誌名: Visual Geosciences 13 ページ: 49-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Eulerian method for large deformation of viscoelastic fluid: Toward plate-mantle simulation (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Furuichi, M. Kameyama, A. Kageyama
  • 雑誌名: J. Comput. Phys 227 ページ: 4977-4997
  • 査読あり
• [雑誌論文] マントル対流を可視化する (2008)
  • 著者名/発表者名: 亀山真典
  • 雑誌名: 可視化情報学会誌 28 ページ: 14-19
• [学会発表] Onset of Thermal Convection of a Fluid with Strongly Temperature-dependent Viscosity in a Spherical Shell (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Kameyama, H. Ichikawa
  • 学会等名: American Geophysical Union 2009 Fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] Numerical Simulations on Dynamic Behaviors of Subducting Slabs: Toward Three-Dimensional Modelling (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Kameyama, Y. Kato
  • 学会等名: 11th International Workshop on Modeling of Mantle Convection and Lithospheric Dynamics
  • 発表場所: スイス
  • 年月日: 2009-06-30
• [学会発表] Effect of majorite on convection pattern and thermal evolution of mantle (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Senshu, M. Kameyama, S. Maruyama, D.A. Yuen, S. Ida, V. Wheeler
  • 学会等名: American Geophysical Union 2008 Fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] Development of Eulerian numerical procedure for free surface toward plate-mantle simulation (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Furuichi, M. Kameyama, A. Kageyama
  • 学会等名: American Geophysical Union 2008 Fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] Multigrid-based Simulation Code for Mantle Convection in Spherical Shell Using Yin-Yang Grid (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kameyama, A. Kageyama, T. Sato
  • 学会等名: American Geophysical Union 2008 Fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] スラブ沈み込みの3次元性に関する数値シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 亀山真典
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2008-05-27
• [学会発表] Interactive Visualization and Monitoring of Large-Scale 3-D Mantle Convection Runs (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Damon, D.A. Yuen, M. Kameyama, M. Knox, D. Porter, E.O. Sevre, P. Woodward
  • 学会等名: American Geophysical Union 2007 Fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2007-12-11
• [学会発表] Development of three dimensional Eulerian numerical procedure toward plate-mantle simulation: accuracy test by the fluid rope coiling (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Furuichi, M. Kameyama, A. Kageyama
  • 学会等名: American Geophysical Union 2007 Fall meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2007-12-10
• [学会発表] 3-D Interactive Visualization with ACuTEMan, Vis 2007 (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Damon, M. Kameyama, M. Knox, D. Porter, D.A. Yuen, Erik O. Sevre
  • 学会等名: IEEE Visualization 2007
  • 発表場所: サクラメント
  • 年月日: 2007-10-31
• [学会発表] インヤン格子と多重格子法を用いた3次元球殻マントル対流シミュレーションコードの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 亀山真典、陰山聡
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2007-05-23
• [学会発表] プレート・マントル対流結合系の数値シミュレーション:沈み込みの開始からスタグナントスラブの形成まで (2007)
  • 著者名/発表者名: 中久喜伴益、多川道雄、亀山真典
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2007-05-20
• [図書] The Earth Simulator, volume 8 of The 21st Century COE Program International COE of Flow Dynamics Lecture Series (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kameyama
  • 総ページ数: 83-125
  • 出版者: Tohoku University Press
• [図書] The Last Mantle Phase Transition, Geophysical Monograph (2007)
  • 著者名/発表者名: D. A. Yuen, C. Matyska, O. Cadek, M. Kameyama
  • 総ページ数: 249-270
  • 出版者: American Geophysical Union
• [図書] Dynamics of superplumes in the lower mantle (2007)
  • 著者名/発表者名: D. A. Yuen, M. Monnereau, U. Hansen, M. Kameyama, C. Matyska
  • 総ページ数: 239-267
  • 出版者: Beyond Plate Tectonics
• [備考] 以下「自作ソフトウェア」より、本研究で開発した3次元マントル対流プログラムへのアクセスが可能である
  • URL: http://www.sci.ehime-u.ac.jp/~kameyama/