並列処理を活かした地磁気ダイナモの数値計算

使用并行处理的地磁发电机数值计算

• 批准号: 07740369
• 负责人: 松島 政貴
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740369/
• 关键词: 地磁気ダイナモ; 並列計算機; 並列処理

様々な時間スケールで変動している地球磁場の成因である地磁気ダイナモのメカニズムを解明することを目標とする.回転球殻内で熱対流を生じている電磁流体中で,磁場及び速度場が時間的・空間的にどのように振る舞うかを調べるために,磁場の誘導方程式,流体の運動方程式,そして熱の輸送方程式を解く.流体が非圧縮であると仮定すると,磁場も速度場もポロイダル成分とトロイダル成分とに分解できる.今までは,これらのスカラー関数を球面調和関数及び三角関数に展開して問題を解いてきたが計算効率がよくなかった.そこで,本研究では,効率よく計算するためにメモリ分散型の並列コンピュータを使用し,並列処理を行なうことにした.計算を並列化するために,計算領域となる球殻でメッシュを切り,差分化して方程式を解くことにした.球極座標系(γ,θ,φ)では回転軸(θ=0及びθ=π)が極となってしまうが,ポロイダル場及びトロイダル場のスカラー関数を,軸対称成分と非軸対称成分とに分解することにより極での計算を容易にした.本研究の申請後,本学に新たにスーパーコンピュータが導入され,オートタスキングによる並列処理が可能となった。そこで,本研究で開発したコードの有用性を調べるために,スーパーコンピュータ(CRAY C916/12256)を利用した.8個のCPUを利用すると指定してプログラムを走らせたところ,8個のCPUを使っている時間が一番長くなり,並列化の効果があることがわかった.今後は,開発したコードを実際にダイナモ問題に応用しつつ,並列処理を活かしたより効率のよいコードになるように改良し,地球ダイナモ問題に取り組むつもりである.

The cause of the earth's magnetic field is explained by the time when the earth's magnetic field changes. In electromagnetic fluid, magnetic field and velocity field are induced in time and space, and the equations of motion of fluid and heat transport are solved. Fluid compression is constant, magnetic field velocity is constant, and magnetic field decomposition is constant. Now, the solution of the problem of spherical harmonic relations and triangular relations is to calculate the efficiency. In this study, the efficiency of parallel processing was calculated. The calculation field is divided into two parts, namely, the spherical shell is divided into two parts, and the differential equation is solved. Spherical polar coordinate system (γ, θ, φ) is an easy way to calculate the polar relationship between the polar and polar axes (θ = 0 and θ = π). After the application for this research, a new USAPANNET computer was introduced in our school, making parallel processing possible in OTS management. This study was conducted to explore the usefulness of the CPU (CRAY C916/12256). 8 CPUs were used to specify the time required for the CPU to be used. In the future, we will open up new ways to solve problems in real time, and we will improve the efficiency of parallel processing.

项目成果

松島政貴・本蔵義守: "地球核内の流体運動と磁場" シミュレーション. 14. 271-278 (1995)

Masataka Matsushima 和 Yoshimori Honkura：“地核中的流体运动和磁场”模拟。14. 271-278 (1995)