高解像度を有する2次元統合爆縮シミュレーションコードの開発研究

本研究は、高精度を有する2次元統合爆縮シミュレーションコードを開発するために、幅広い空間レンジに対応できるようなALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)法の高精度化開発、及びそのコードをレーザー爆縮のシミュレーションが行えるように各物理計算コードを結合するコードの統合化を行うことが主目的であった。初年度にCIP(Constrained Interpolation Profile)法を拡張したALE法を開発し、爆縮解析にも利用可能であることを確認した。これを受けて、本年度は、爆縮解析に必要な状態方程式、輻射輸送コードなどの各物理モデルの組み込みを行った。これによって、ロバスト(強靭)で、高精度を有する統合爆縮シミュレーションコードが完成した。また、コードの妥当性を示すため、実験との詳細な比較を行なった。特に、レーザー照射により加速された平板ターゲットのシミュレーションを行い、理論・実験解析結果と比べた。その結果、比較的良い一致が得られた。さらに、今回開発した統合爆縮コードでは、従来のALE法より計算格子の依存性が小さくなったため、比較的柔軟な形状格子でもシミュレーションができるようになった。このため、球状の爆縮だけでなく、レーザー核融合の高速点火方式で重要となる非球対称爆縮のシミュレーションも行なった。その結果、球対称が崩れた爆縮でも比較的密度の高いコアプラズマが形成されることを確認した。これらの解析結果を、米国物理学会プラズマ部会、日本物理学会等で発表した。また、これら解析手法と爆縮解析結果をまとめた論文の投稿準備をしている。

本研究は、高精度を有する2次元統合爆縮シミュレーションコードを開発するために、幅広い空間レンジに対応できるようなALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)法の高精度化開発、及びそのコードをレーザー爆縮のシミュレーションが行えるように各物理計算コードを結合するコードの統合化を行うことが主目的であった。初年度にCIP(Constrained Interpolation Profile)法を拡張したALE法を開発し、爆縮解析にも利用可能であることを確認した。これを受けて、本年度は、爆縮解析に必要な状態方程式、輻射輸送コードなどの各物理モデルの組み込みを行った。これによって、ロバスト(強靭)で、高精度を有する統合爆縮シミュレーションコードが完成した。また、コードの妥当性を示すため、実験との詳細な比較を行なった。特に、レーザー照射により加速された平板ターゲットのシミュレーションを行い、理論・実験解析結果と比べた。その結果、比較的良い一致が得られた。さらに、今回開発した統合爆縮コードでは、従来のALE法より計算格子の依存性が小さくなったため、比較的柔軟な形状格子でもシミュレーションができるようになった。このため、球状の爆縮だけでなく、レーザー核融合の高速点火方式で重要となる非球対称爆縮のシミュレーションも行なった。その結果、球対称が崩れた爆縮でも比較的密度の高いコアプラズマが形成されることを確認した。これらの解析結果を、米国物理学会プラズマ部会、日本物理学会等で発表した。また、これら解析手法と爆縮解析結果をまとめた論文の投稿準備をしている。