| 研究課題/領域番号 |
21K17755
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分60100:計算科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
長谷川 雄太 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (10851016)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | アンサンブルデータ同化 / 格子ボルツマン法 / 局所アンサンブル変換カルマンフィルタ / GPU |
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| 研究成果の概要 |
格子ボルツマン法に基づくLESに対するデータ同化の適用可能性を検討するため、高精度なデータ同化手法として局所アンサンブル変換カルマンフィルタ（LETKF）を導入し、実装の高速化、および基礎的な精度検証を行った。
LETKFの実装の高速化として、外部機関との共同研究によりGPU向け固有値ソルバライブラリの新規開発、およびMPI通信の最適化を行い、成果をオープンソースとして公開した。
LESのデータ同化の精度検証として、2次元等方乱流および3次元角柱後方の乱流計算にてデータ同化実験を行った。いずれのケースでも、観測点数が計算格子より数桁少ない疎な観測条件で良好なデータ同化精度が確認できた。
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| 自由記述の分野 |
計算科学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アンサンブルデータ同化は、気象庁の天気予報などで既に実用化された技術であるが、都市部の局所風況を対象とした数mの解像度格子への適用は例がない。このような高解像度格子では計算速度が問題となることから、本研究では、気象分野でよく用いられる手法である局所アンサンブル変換カルマンフィルタ（LETKF）をGPUに実装し、および、GPUスパコンで高速に実行できる風況解析手法である格子ボルツマン法に適用した。これらの手法を組み合わせた研究は世界的にも例が無く、実装の高速化およびデータ同化の精度検証など基礎的な物理研究を行うことは、データ同化の乱流分野や風工学分野への展開に資するものとして意義がある。
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