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2014 Fiscal Year Annual Research Report

6次元プラズマシミュレーション

Research Project

Project/Area Number 25610144
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

梅田 隆行  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (40432215)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywordsプラズマ科学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 地球惑星科学 / 計算科学
Outline of Annual Research Achievements

前年度に開発した6次元ブラソフコードの高速化を行った。より並列度を上げた計算にも対応させるため、これまでは実空間のみをMPI並列していたのを、速度空間にもMPI並列するようにプログラムを書き換えた。また実空間の移流計算において、6次元分布関数のデータの並びを速度-位置から位置-速度に転置することにより、これまでの5次元コードで用いていた手法に比べて計算時間を短縮化し、かつ使用メモリ量を大幅に削減できることが分かった。また、データの並びの転置においても、スレッド並列をうまく用いることにより高速化できることが分かった。以上により、インテル系Xeonプロセッサにおいては、前年度に開発したコードよりも大幅に性能向上でき、トータルの計算時間で従来の5次元コードとほぼ同等の実効効率を達成した。一方で、富士通FX10及び京コンピュータにおいては、従来の5次元コードに比べて1割ほど実効効率が落ちたため、今後更なるチューニングを施す必要がある。
また、京コンピュータにおいて実行した弱磁化小天体の超高解像度ブラソフシミュレーション結果を解析した。誘電性小天体の表面へのプラズマの帯電によって強い電場が発生し、それが閉じた磁力線に沿って現れることを示した。しかしこの強い磁場は、磁気圏構造そのものにはほとんど影響を与えないことを明らかにした。さらに、閉じた磁力線の領域において電子スケールのプラズマ波動が励起している様子も見られ、今度更なる解析を行う必要がある。

  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A high-resolution global Vlasov simulation of a small dielectric body with a weak intrinsic magnetic field on the K computer2015

    • Author(s)
      T. Umeda and K. Fukazawa
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Performance tuning of Vlasov code for space plasma on the K computer2014

    • Author(s)
      T. Umeda and K. Fukazawa
    • Journal Title

      Communications in Computer and Information Science

      Volume: 474 Pages: 127-128

    • DOI

      10.1007/978-3-662-45289-9_12

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] The effect of the ion gyro motion to nonlinear processes of the Kelvin-Helmholtz instability2014

    • Author(s)
      S. Ueno, T. Umeda, T. Nakamura, and S. Machida
    • Organizer
      American Geophysical Union (AGU) 2014 Fall meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2014-12-17 – 2014-12-17
  • [Presentation] 弱磁化小天体のグローバルブラソフシミュレーション2014

    • Author(s)
      梅田 隆行
    • Organizer
      Plasma Conference 2014
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-20
    • Invited
  • [Presentation] ケルビン―ヘルムホルツ不安定性の非線形発展に対するイオンジャイロ運動の効果2014

    • Author(s)
      上野 悟志, 梅田 隆行, 中村 琢磨, 町田 忍
    • Organizer
      第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • Place of Presentation
      キッセイ文化ホール
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-02
  • [Presentation] 磁気リコネクションの拡散領域についてのいくつかの考察2014

    • Author(s)
      銭谷 誠司, 梅田 隆行
    • Organizer
      第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • Place of Presentation
      キッセイ文化ホール
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-02
  • [Presentation] Performance tuning of Vlasov code for space plasma on the K computer2014

    • Author(s)
      T. Umeda and K. Fukazawa
    • Organizer
      14th Asia Simulation Conference (AsiaSim 2014)
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2014-10-27 – 2014-10-27
  • [Presentation] OpenMPとMPIを用いたハイブリッド並列ブラソフコードの性能測定2014

    • Author(s)
      梅田 隆行, 深沢 圭一郎
    • Organizer
      第146回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
    • Place of Presentation
      沖縄産業振興センター
    • Year and Date
      2014-10-03 – 2014-10-03
  • [Presentation] Global Vlasov simulation of a small body with a magnetic anomaly with the K-computer2014

    • Author(s)
      T. Umeda
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌
    • Year and Date
      2014-07-31 – 2014-07-31
  • [Presentation] The structure of the diffusion region in magnetic reconnection2014

    • Author(s)
      S. Zenitani and T. Umeda
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌
    • Year and Date
      2014-07-30 – 2014-07-30
  • [Presentation] Fully kinetic simulations of the Kelvin-helmholtz instability at the Earth's magnetopause2014

    • Author(s)
      T. K. M. Nakamura and T. Umeda
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌
    • Year and Date
      2014-07-29 – 2014-07-29
  • [Presentation] The effect of the ion gyro motion to nonlinear processes of the Kelvin-Helmholtz instability2014

    • Author(s)
      S. Ueno, T. Umeda, T. Nakamura, and S. Machida
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌
    • Year and Date
      2014-07-29 – 2014-07-29
  • [Presentation] Global Vlasov simulation of a small body with a magnetic anomaly with the K-computer2014

    • Author(s)
      T. Umeda
    • Organizer
      6th Alfven Conference
    • Place of Presentation
      London, United Kingdom
    • Year and Date
      2014-07-10 – 2014-07-10
  • [Presentation] 京コンピュータを用いた弱磁化小天体のグローバルブラソフシミュレーション2014

    • Author(s)
      梅田 隆行
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜会議センター
    • Year and Date
      2014-05-01 – 2014-05-01
  • [Presentation] ケルビン-ヘルムホルツ不安定性の非線形発展に対するイオンジャイロ運動の効果2014

    • Author(s)
      上野 悟志, 梅田 隆行, 中村 琢磨, 町田 忍
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜会議センター
    • Year and Date
      2014-04-30 – 2014-04-30

URL: 

Published: 2016-06-01  

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