MHDシミュレーションによる衛星の影響を含めた木星と土星磁気圏ダイナミクスの研究

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昨年度、研究に使用しているスーパーコンピュータ(スパコン)が新しくなり、惑星磁気圏シミュレーションコードの最適化を行ったが、その他の最適化法が新しく出てきたために、新しく最適化を行い、コードの性能評価を行った。その結果と昨年度の結果とともに、様々なアーキテクチャのスパコンにおいて、どうすれば効率の良いシミュレーションコードを組むことができるかが明らかになった。この結果は国内外の学会で報告し、論文誌に投稿した。上記の最適化手法が完成後、IGPPに短期間滞在し、本研究の目的である衛星との相互作用を含んだ木星磁気圏、土星磁気圏ダイナミクスを調べるシミュレーションコードの開発を始めた。衛星の影響を含むために開発した重合格子モデルを新しいスパコンに最適化し、地球磁気圏に適用しテストを行った。その後、木星磁気圏-衛星イオ相互作用モデルの開発を開始した。このモデルでは地球磁気圏と比べて、条件が大きく変わるため、計算不安定が起きており、現在その問題の解決に取り組んでいる。上記のモデル開発と同時に木星磁気圏尾部ダイナミクスに対する研究を行った。最新の木星磁気圏観測の結果として、New Horizon探査機の結果があり、その観測結果に対するシミュレーションからのアプローチとして、木星磁気圏尾部で起こる周期的なプラズマ放出現象をシミュレーションで再現し、解析を行った。この成果を国内外の学会で発表し、投稿論文として発表された。また、スパコンに最適化を行うことで大規模な計算が可能となり、土星磁気圏における磁気圏界面沿いの渦構造を調べる事が出来た。土星磁気圏における渦構造はいくつか観測から示唆があったがCassini探査機による土星の周回観測により、初めて明らかになった構造である。シミュレーションからでは、Cassiniによって明らかになる前に我々の結果により示唆されていたが、今回より詳しく解析を行い共著者と共同研究として投稿論文に発表された。