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2011 年度 実績報告書

6次元ボルツマン方程式による自己重力系の数値シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 21654026
研究機関筑波大学

研究代表者

吉川 耕司  筑波大学, 数理物質系, 講師 (70451672)

研究分担者 梅村 雅之  筑波大学, 数理物質系, 教授 (70183754)
キーワード自己重力系 / 数値シミュレーション
研究概要

本年度の研究では、昨年度までに開発したシミュレーションコードを使って、様々なテスト計算を行い6次元位相空間上の無衝突ボルツマン方程式を用いた無衝突自己重力系の数値シミュレーションの妥当性の評価を行った。テスト計算では主に、(1)空間1次元+運動量空間1次元の自由流、(2)空間1次元+運動量空間1次元の重力場中の運動、(3)空間3次元+運動量空間3次元での重力場中の重力不安定性と無衝突減衰、(4)空間3次元+運動量空間3次元での自己重力系での無衝突ボルツマン方程式の定常解であるKing球の安定性のチェック、(5)2つのKing球の合体シミュレーションとN体シミュレーションとの比較、(6)並進運動に対するガリレイ不変性の確認、のテストを実行した。(1)では移流方程式の数値解法の振る舞い(無振動性、正値性など)を確認し、(2)と(3)では密度揺らぎの線形摂動理論との比較を行い計算結果の妥当性を確認した。テスト(4)では時間積分スキームの精度と分解能の依存性を評価し、テスト(5)ではN体シミュレーションの結果との比較によって相互に一致する結果が得られることを確認した。
また今後の宇宙の大規模構造におけるニュートリノ減衰の研究に向けて、N体コードと無衝突ボルツマン方程式を組み合わせて、N体計算で計算できるコールド・ダークマター成分と無衝突ボルツマン方程式で解くべきニュートリノ成分の2成分での宇宙論的大規模構造形成を計算できるハイブリッドコードの開発を行った。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] N-body simulation for self-gravitating collisional systems with a new SIMD instruction set extension to the x86 architecture, Advanced Vector eXtensions2012

    • 著者名/発表者名
      A.Tanikawa
    • 雑誌名

      New Astronomy

      巻: 17 ページ: 82-92

    • DOI

      10.1016/j.newast.2011.07.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can electron distribution functions be derived through the Sunyaev-Zel'dovich effect?2011

    • 著者名/発表者名
      D.A.Prokhorov
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 529

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201016036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unveiling the 3D temperature structure of galaxy clusters by means of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect2011

    • 著者名/発表者名
      D.A.Prokhorov
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 415 ページ: 2505-2512

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2011.18875.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-frequency study of the Sunyaev-Zel'dovich effect morphology in galaxy clusters2011

    • 著者名/発表者名
      D.A.Prokhorov
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 416 ページ: 302-310

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2011.19037.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ARGOT : accelerated radiative transfer on grids using oct-tree2011

    • 著者名/発表者名
      T.Okamoto
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 419 ページ: 2855-2866

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2011.19927.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Equilibrium Ionization State and Two-Temperature Structure in the Bullet Cluster 1E 0657-562011

    • 著者名/発表者名
      T.Akahori
    • 雑誌名

      Publication of the Astronomical Society of Japan

      巻: 64

    • DOI

      http://pasj.asj.or.jp/v64/n1/640012/640012a.html

    • 査読あり
  • [学会発表] 新しいSIMD拡張命令セットAdvanced Vector eXtensionsを用いた高性能無衝突系N体計算ライブラリの開発2011

    • 著者名/発表者名
      吉川耕司
    • 学会等名
      日本天文学会2011年秋季年会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2011-09-21

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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