革新的なブラソフシミュレーション手法の研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19840024
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 梅田 隆行 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (40432215)
• 研究協力者: 栂野 健太郎 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 修士課程
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: プラズマ / コンピュータシミュレーション / 第一原理 / 次世代スーパーコンピュータ / アルゴリズム / 計算科学

研究概要

次世代宇宙プラズマシミュレーション技術である第一原理ブラソフコードの研究開発を行った。連続体の多次元発展方程式である無衝突ボルツマン(ブラソフ)方程式を高精度かつ安定に解き進めることかできる数値解法を開発し、宇宙プラズマ中の様々なマルチスケール現象に対してベンチマークテストを行った。その結果、新たに開発したコードは従来のブラソフコードよりもはるかにロバストであることがわかった。次世代スーパーコンピュータに向けた高速化および超並列化が今後の課題である

研究成果

• [雑誌論文] Implementation of non-oscillatory and conservative scheme into magnetohydrodynamic equations (2009)
  • 著者名/発表者名: Takana, S., T. Umeda, Y. Matsumoto, T. Miyoshi, and T. Ogino
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space (in press)
• [雑誌論文] Vlasov simulation of finite amplitude magnetohydrodynamic waves in the solar wind : Development of Vlasov-Hall-MHD code (2009)
  • 著者名/発表者名: Kumashiro, T., T. Hada, Y. Nariyuki, and T. Umeda
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research Series (in press)
• [雑誌論文] Two-dimensional full-electromagnetic Vlasov code with conservative scheme and its application to magnetic reconnection (2009)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., K. Togano, and T. Ogino
  • 雑誌名: Computer Physics Communications Vol.180, No.3 ページ: 365-374
• [雑誌論文] Vlasov simulation of Langmuir decay instability (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., and T. Ito
  • 雑誌名: Physics of Plasmas Vol.15, No.8 ページ: 084503
• [雑誌論文] A conservative and non-oscillatory scheme for Vlasov code simulations (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space Vol.60, No.7 ページ: 773-779
• [雑誌論文] Vlasov simulation of Langmuir wave packets (2007)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T
  • 雑誌名: Nonlinear Processes in Geophysics Vol.14, No.5 ページ: 671-679
• [学会発表] ブラソフシミュレーションでジオスペースを解く (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅田隆行
  • 学会等名: 日本物理学会 第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] New Vlasov simulation techniques for scale coupling in the plasma universe (2009)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., et.al
  • 学会等名: Workshop on Cross-Scale Coupling in Plasmas
  • 発表場所: Rende, Italy
  • 年月日: 2009-03-11
• [学会発表] ジオスペースをブラソフシミュレーションで解く (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅田隆行
  • 学会等名: プラズマ科学シンポジウム2009
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-02-02
• [学会発表] Vlasov simulation of GEM magnetic reconnection challenge (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., K. Togano, and T. Ogino
  • 学会等名: American Geophysical Union (AGU) 2008 Fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] Beyond the MHD and toward cross-scale plasma science : A Vlasov simulation framework at STEL (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T
  • 学会等名: International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2008-11-28
• [学会発表] Vlasov code simulation of GEM reconnection challenge (2008)
  • 著者名/発表者名: Togano, K., T. Umeda, and T. Ogino
  • 学会等名: International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2008-11-28
• [学会発表] Status of Japanese young simulationists (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T
  • 学会等名: International Symposium : ERG, SCOPE and Beyond
  • 発表場所: Sagamihara, Japan
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] Beyond the MHD : A Vlasov simulation framework at STEL (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., et.al
  • 学会等名: International Symposium : Fifty Years after IGY
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Vlasov code simulation of GEM reconnection challenge (2008)
  • 著者名/発表者名: Togano, K., T. Umeda, and T. Ogino
  • 学会等名: International Symposium : Fifty Years after IGY
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] STPシミュレーションコード開発の将来展望 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梅田隆行, 他
  • 学会等名: 124回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館
  • 年月日: 2008-10-11
• [学会発表] Vlasov simulation of Langmuir decay instability (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., and T. Ito
  • 学会等名: 14th International Congress on Plasma Physics (ICPP)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] Two-dimensional Vlasov code simulation of magnetic reconnection (2008)
  • 著者名/発表者名: Togano, K., T. Umeda, and T. Ogino
  • 学会等名: 14th International Congress on Plasma Physics (ICPP)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] Vlasov simulation of finite amplitude magnetohydrodynamic waves in solar wind : Parametric instability of Alfven waves (2008)
  • 著者名/発表者名: Kumashiro, T., T. Hada, Y. Nariyuki, and T. Umeda
  • 学会等名: 14th International Congress on Plasma Physics (ICPP)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] STPシミュレーションコード開発の将来展望と京速計算機 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梅田隆行, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2008-05-29
• [学会発表] ペタスケールコンピューティングに向けたSTPシミュレーションコード開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梅田隆行, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2008-05-26
• [学会発表] Two-dimensional Vlasov code simulation of magnetic reconnection (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., K. Togano, and T. Ogino
  • 学会等名: US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection 2008
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2008-03-06
• [学会発表] ブラソフシミュレーションで拓く太陽地球惑星科学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 梅田 隆行, 他
  • 学会等名: 第21回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール
  • 年月日: 2007-12-20
• [学会発表] Vlasov code simulations (2007)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T
  • 学会等名: International CAWSES Symposium
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2007-10-25
• [備考]
  • URL: http://center.stelab.nagoya-u.ac.jp/member/umeda/vlasov/index.html