量子渦糸乱流の大規模シミュレーションによる研究

利用量子涡流湍流的大规模模拟进行研究

• 批准号: 18043022
• 负责人: 町田 昌彦
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18043022/
• 关键词: 計算物理; 原子・分子物理; 物性理論; 低温物性; シミュレーション工学

本研究課題の主目標は、希薄原子ガス及び超流動ヘリウムにおいて共通に現れ、そのダイナミクスを支配する量子渦糸を研究項目AO3の研究代表者(坪田誠ら)らと協力し、量子乱流における新概念形成に貢献することである。その目的のため、超大規模シミュレーションを担当する専門チームを形成し、大規模計算を効果的に実施する。平成19年度は、以下の3つの研究実施項目を立て、研究を行った。(1)シミュレーションコードの並列化と超並列計算機上での高速化。(2)大規模シミュレーションによる乱流スペクトルの解析。(3)大規模シミュレーションによる乱流構造の可視化。これら3つの項目についての研究実績を以下に記す。(1)研究代表者らは周期境界条件の下、超流動体のダイナミクスを研究するため、グロスピタエフスキー(非線形シュレディンガー方程式)方程式のシミュレーションコードを代表者機関の大型計算機で動作できるよう並列化等の整備と高速化を行った。これにより、項目(2)のための大規模シミュレーションが可能となり、エネルギー・スペクトルが乱流に特徴的である-3/5則を示すことを確認し、更に、シミュレーションサイズを変化させることで、その-3/5則が現れた場合の渦糸構造が自己相似的な乱流状態にあることを突き止めた。また、その大規模並列計算結果を基に、(3)の計画に対しては、乱流的状態になっている部分の超流動振幅や速度場の可視化を行い、乱流特有の渦糸構造を探査した。

, and in this research topic の main target は thin atomic ガ ス and び super flow ヘ リ ウ ム に お い て に れ, now common そ の ダ イ ナ ミ ク ス を dominate す る quantum vortex si を research project AO3 の research representatives (ping also ら) ら と together し, quantum turbulence に お け る new concept formation に contribution す る こ と で あ る. そ の purpose の た め, vlsi シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を bear す る 専 door チ ー ム を し, large-scale computing を に sharper results be applied す る. In the 19th year of the Heisei era, を, and the following <s:1> 3 て <s:1> research implementation projects を were established て, and research を was carried out った. (1)シ シ ュレ ショ ショ ショ コ ド ド <s:1> parallelization と high-speed parallelization on super-parallel computers. (2) Analysis of Large-scale シ, シ, ュレ, ショ, による turbulence スペ, ト, ト, <s:1>, シ. (3) Large-scale シ シ ュレ ショ ショ ショ による turbulence structure <s:1> visualization. The following are に records す of the に れら3 に を project に て て research achievements を. (1) research representatives ら は の under periodic boundary conditions, the super flow body の ダ イ ナ ミ ク ス を research す る た め, グ ロ ス ピ タ エ フ ス キ ー (nonlinear シ ュ レ デ ィ ン ガ ー equation) equation is の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン コ ー ド を representatives machine masato の large computer で action で き る よ う tied for the line and other high speed gearing up の と を っ た. こ れ に よ り, item (2) の た め の large-scale シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が may と な り, エ ネ ル ギ ー · ス ペ ク ト ル が turbulence に te 徴 で あ る - 3/5 を shown す こ と を confirm し, more に, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン サ イ ズ を variations change さ せ る こ と で, そ の - 3/5 が now れ た occasions の vortex si structure が similar to their own な turbulence The state にある にある とを suddenly にある stops めた. ま た, そ の large-scale parallel computing results を に, (3) の project に し seaborne て は, turbulence state に な っ て い る part の amplitude や super flow velocity field の visualization を い, turbulence thespecial の vortex si を probe し た.

项目成果

Stripe Formation in Fermionic Atoms on 2-D Optical Lattice inside a Box Trap: DMRG Studies for Repulsive Hubbard Model with Open Boundary Condition

盒式陷阱内二维光学晶格上费米子原子的条纹形成：具有开放边界条件的排斥哈伯德模型的 DMRG 研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys. Rev. A 77
• 作者: 渡邊健士;大久保賢一;市川純章;原文雄;市川純章;Masahiko Machida
• 通讯作者: Masahiko Machida

Direct Numerical Simulation for Non-Equilibrium Superconducting Dynamics at the Transition Edge

过渡边缘非平衡超导动力学的直接数值模拟

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Low Temp. Phys 151
• 作者: M. Machida;T. Kano;T. Koyama;M. Kato and T. Ishida
• 通讯作者: M. Kato and T. Ishida

二次元光学格子中のフェルミオン原子が作る反強磁性相

二维光学晶格中费米子原子产生的反铁磁相

• 发表时间: 2008
• 作者: M.Machida;S.Yamada;Y.Ohashi;H.Matsumoto;町田昌彦
• 通讯作者: 町田昌彦

Strong pairing and microscopic inhomogeneity of lattice fermion systems

晶格费米子系统的强配对和微观不均匀性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physica C (accepted)
• 作者: S.Yamada;et al.
• 通讯作者: et al.

On-site pairing and microscopic inhomogeneneity in confined lattice fermion systems

• DOI: 10.1103/physreva.74.053621
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: M. Machida;S. Yamada;Y. Ohashi;H. Matsumoto