JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2016年4月～2017年3月)

報告書番号: R16J0062

• 責任者: 銭谷 誠司(国立天文台)
• 問い合わせ先: 銭谷 誠司(zenitani@rish.kyoto-u.ac.jp)
• メンバ: 銭谷誠司,篠原育
• 利用分類: 宇宙分野(宇宙科学,宇宙理学)

概要

このプロジェクトでは,宇宙空間プラズマ環境で起きるさまざまな物理素過程の基礎研究に取り組み,それらの解明を目指すとともに,シミュレーション研究のためのコードの開発を行っている.

目的

宇宙空間プラズマ環境で起きる物理素過程の基礎研究に取り組む.

目標

宇宙空間で起きるプラズマ物理素過程,特に磁気リコネクションの基礎原理を解明する.

参照URL

なし

スパコンの用途

申請者が開発している「OpenMHD」コード (事業番号:ACA02) で,プラズマ中で磁場が逆向きを向いた磁気リコネクション問題をセットアップし,長期発展をシミュレーションで調査する.その際,アウトフロー方向にサイズを十分大きくして,系が乱流状態に移行するようにする.そして,流体の圧縮性効果を特徴付けるパラメーターを調査する.

スパコンの必要性

宇宙空間プラズマ現象は大まかには磁気流体力学を用いて説明できるが,磁気流体方程式系は非常に複雑で難しい.磁気流体現象を理解するためには,スパコンによる数値計算が必須である.

今年度の成果

下の図で示すように,磁気島(プラズモイド)が多数出現する大規模リコネクション系の計算に成功した.そして,簡単なパラメーターサーベイを実行し,特定のパラメーター領域で磁気リコネクションの進行効率が倍程度速くなることを確認した.この結果をもとにリコネクション高速化メカニズムを推測・立証すべく,議論とデータ解析を進めている.

図1:磁気リコネクションのMHDシミュレーション(磁力線構造および電流強度)

成果の公表

口頭発表

1) Zenitani, S., High-speed fluid dynamics in magnetic reconnection in a low-β plasma, ‘Challenges of AGN jets,’ National Astronomical Observatory of Japan, Mitaka, 2017/1/19

計算情報

• 並列化手法: プロセス並列,ハイブリッド並列
• プロセス並列手法: MPI
• スレッド並列手法: OpenMP
• プロセス並列数: 1200
• プロセスあたりのスレッド数: 1
• 使用ノード数: 38
• 1ケースあたりの経過時間(時間): 6
• 実行ケース数: 10

利用量

総仮想利用経費(円): 24,605

内訳

注記: 仮想利用経費=2016年度設備貸付費用の単価を用いて算出した場合の経費

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2016年4月～2017年3月)