2017年11月13日
東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構 (Kavli IPMU)
1. 発表のポイント
・宇宙に広がる様々な粒子の運動を記述する重要な方程式であるブラソフ方程式の高精度数値解法を開発した。
・これまで、3次元空間では実行不可能とされていたシミュレーションの精度の飛躍的な向上につながる。
2. 発表概要
東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構 (Kavli IPMU) 主任研究員で東京大学大学院理学系研究科の吉田直紀教授を含む、筑波大学計算科学研究センターの田中賢研究員と吉川耕司講師、海洋研究開発機構 簑島敬研究員らの研究グループは、ニュートリノや宇宙プラズマの運動を記述する基礎方程式「ブラソフ方程式 (図1)」の高精度数値解法を開発しました。
ブラソフ方程式は、宇宙に広がる様々な粒子の運動を記述する重要な方程式です。ところが、ブラソフ方程式を用いたコンピュータ・シミュレーションには莫大なメモリ量が必要で、
3次元空間での実行は不可能と考えられてきました。今回、高精度数値解法を開発したことにより、現実的なメモリ量でシミュレーションの精度を飛躍的に向上させることができます。
この研究成果は、2017年11月10日発行の米国天文学会の天体物理学専門誌アストロフィジカル・ジャーナル (Astrophysical Journal) に掲載されました。
本研究は、文部科学省ポスト「京」重点課題９ 「宇宙の基本法則と進化の解明」、 および計算基礎科学連携拠点（JICFuS）の元で、 理化学研究所のスーパーコンピュータ「京」 （課題番号：hp160212、hp170231） 及びHPCIシステム利用研究課題で最先端共同HPC基盤施設のOakforest-PACS (課題番号：hp170123)を利用して得られたものです。
詳細については、筑波大学の記事とプレスリリース資料をご覧ください。
3. 発表雑誌
雑誌名：「Astrophysical Journal」
論文タイトル：Multidimensional Vlasov–Poisson Simulations with High-order Monotonicity- and Positivity-preserving Schemes
著者：Satoshi Tanaka (1), Kohji Yoshikawa (1), Takashi Minoshima (2), Naoki Yoshida (3,4)
著者所属：
1. Center for Computational Sciences, University of Tsukuba
2. Department of Mathematical Science and Advanced Technology, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
3. Department of Physics, The University of Tokyo
4 Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, The University of Tokyo
DOI：10.3847/1538-4357/aa901f
論文のアブストラクト（Astrophysical Journalのページ）
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aa901f
プレプリント （arXiv.orgのページ）
https://arxiv.org/abs/1702.08521