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2012 年度 実績報告書

大規模ブラソフシミュレーションによる宇宙プラズマのスケール間結合の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23740367
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)

キーワードプラズマ科学 / 計算機シミュレーション / 計算科学 / 第一原理 / 地球惑星科学 / ハイパフォーマンスコンピューティング
研究概要

本研究グループがこれまでに開発してきた並列版多次元ブラソフコードを用いて、日本国内において最近配備されたスカラ型スーパーコンピュータにおける性能評価を行った。東京大学のFX10・76,800コア(4800ノード)で実効効率16.9%、並列効率96%、理化学研究所の京コンピュータ・65,536コア(8192ノード)で実効効率15.3%、並列効率83%、九州大学のCX400・16384コア(1024ノード)で実効効率16.2%、並列効率72%を達成した。また、これらの成果により、HPCI「京」若手人材育成利用課題に採択された。
また本研究では、計算格子スケールの数値ノイズを除去できる性質を持つブラソフコードによってイオンジャイロ運動と天体表面への帯電効果を同時に扱い、弱磁化小天体のグローバルブラソフシミュレーションを世界で初めて成功した。太陽風プラズマの圧縮によって昼側にバウショックが現われ、夜側にはウェイクと呼ばれる低密度構造が現れることを再現した。本研究では特に、太陽風イオンのウェイク内への侵入過程について着目した解析を行った。その結果、昼側の閉じた磁力線付近に現れる磁気圏境界面で太陽風イオンが反射し、その一部が惑星間空間磁場によって加速され、ジャイロ運動によって夜側ウェイク領域に運ばれることが分かった。これらの成果は現在論文として投稿中である。また本課題の超高解像度計算が京コンピュータを用いて進行中である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Global Vlasov simulation on magnetospheres of astronomical objects2013

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, Y. Ito, K. Fukazawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A scalable full electromagnetic Vlasov solver for cross-scale coupling in space plasma2012

    • 著者名/発表者名
      T.Umeda, K. Fukazawa, Y. Nariyuki, T. Ogino
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 40 ページ: 1421-1428

    • DOI

      10.1109/TPS.2012.2188141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance measurement of magnetohydrodynamic code for space plasma on the typical scalar type supercomputer systems with the large number of cores2012

    • 著者名/発表者名
      K. Fukazawa, T. Umeda
    • 雑誌名

      International Journal of High Performance Computing Applications

      巻: 26 ページ: 310-318

    • DOI

      10.1177/1094342011434813

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vlasov simulation of electrostatic solitary structures in multi- component plasmas2012

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, M. Ashour-Abdalla, J. S. Pickett, M. L. Goldstein
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 117 ページ: A05223, 1-7

    • DOI

      10.1029/2011JA017181

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of collisionless plasma with the Vlasov method2012

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

      Proceedings of JSST 2012

      巻: なし ページ: 258-261

    • 査読あり
  • [学会発表] ブラソフコードによる様々な超並列スーパーコンピュータの性能評価2012

    • 著者名/発表者名
      梅田 隆行, 深沢 圭一郎
    • 学会等名
      第132回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-10-23
  • [学会発表] 太陽風と弱磁場天体との相互作用に関するグローバルブラソフシミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤 陽介, 梅田 隆行, 荻野 竜樹
    • 学会等名
      第132回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2012-10-22
  • [学会発表] 超並列ブラソフコードによる宇宙プラズマの第一原理シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      梅田 隆行, 伊藤 陽介, 深沢 圭一郎
    • 学会等名
      第136回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
    • 発表場所
      沖縄産業振興センター
    • 年月日
      2012-10-03
  • [学会発表] Vlasov simulation of the interaction between the solar wind and a dielectric body with magnetic anomaly

    • 著者名/発表者名
      Y. Ito, T. Umeda, and T. Ogino
    • 学会等名
      American Geophysical Union (AGU) 2012 Fall meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
  • [学会発表] Global Vlasov simulation on magnetospheres of astronomical objects

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, Y. Ito, K. Fukazawa
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics (CCP) 2012
    • 発表場所
      Kobe, Japan
  • [学会発表] Simulation of collisionless plasma with the Vlasov method

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda
    • 学会等名
      International Conference on Simulation Technology (JSST2012)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
  • [学会発表] Performance measurement of parallel Vlasov code for space plasma on various scalar-type supercomputer systems

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, K. Fukazawa
    • 学会等名
      12th International Conference on Algorithms and Architectures for Parallel Processing (ICA3PP)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
  • [学会発表] 太陽風と局所的磁場を持つ誘電物体との相互作用に関するブラソフシミュレーション

    • 著者名/発表者名
      伊藤 陽介, 梅田 隆行, 荻野 竜樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
  • [図書] Simulation of collisionless plasma with the Vlasov method, In: Computer Physics2012

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda
    • 総ページ数
      315-332
    • 出版者
      Nova Science
  • [図書] Performance measurement of parallel Vlasov code for space plasma on various scalar-type supercomputer systems, In: Algorithms and Architectures for Parallel Processing, Lecture Notes in Computer Science, Vol.74392012

    • 著者名/発表者名
      T. Umeda, K. Fukazawa
    • 総ページ数
      233-240
    • 出版者
      Springer
  • [備考] ブラソフシミュレーション

    • URL

      http://center.stelab.nagoya-u.ac.jp/member/umeda/vlasov/

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公開日: 2014-07-24  

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