Visual simulation of electromagnetic fluid using connected hierarchical model

本研究は，コンピュータグラフィックス分野の研究として，電磁流体のシミュレーションを行うことを目的としている。近年の宇宙物理学の知見から，電磁流体に起因する天体現象の映像化を行う場合に，プラズマ粒子の運動を捉えるスケール（以下，ミクロ）と，観測できるレベルの流体的振る舞い（以下，マクロ）を同時に計算に含むことが映像にリアリティを与えると考えられる。一般にプラズマ流体の数値計算法は大規模計算機環境の利用が必要になるが，現象の解析が目的で映像化のためにはモデルを適切に変更する必要がある。そこで本研究では，CG分野で広く用いられる階層型シミュレーションを取り入れ，ミクロな事象が映像というマクロなシーンに与える影響を考慮したリアルな映像を，商用利用可能な時間内で作成することを目的とする。また，観測手法をレンダリング計算に含めることで，提案法をレンダリングするだけでなく，同じ物理量を使用する宇宙物理学にも可視化の面で貢献する。今年度は特に太陽のプロミネンスを再現するための電磁流体シミュレーションを開発することを目標としており，ミクロな領域を捉えるための機械学習の方法の実験と，最適化の方法についての検討を行った。これらの手法については別の事例にも適用できたり，既存技術の応用だったため，それらの研究発表を行なっている。研究題目のシミュレーションにおいて，ミクロな領域を計算しなければならなくなる条件の特定と，境界条件の設定において問題が発生したため，対処方法を検討している。

本研究は，コンピュータグラフィックス分野の研究として，電磁流体のシミュレーションを行うことを目的としている。近年の宇宙物理学の知見から，電磁流体に起因する天体現象の映像化を行う場合に，プラズマ粒子の運動を捉えるスケール（以下，ミクロ）と，観測できるレベルの流体的振る舞い（以下，マクロ）を同時に計算に含むことが映像にリアリティを与えると考えられる。一般にプラズマ流体の数値計算法は大規模計算機環境の利用が必要になるが，現象の解析が目的で映像化のためにはモデルを適切に変更する必要がある。そこで本研究では，CG分野で広く用いられる階層型シミュレーションを取り入れ，ミクロな事象が映像というマクロなシーンに与える影響を考慮したリアルな映像を，商用利用可能な時間内で作成することを目的とする。また，観測手法をレンダリング計算に含めることで，提案法をレンダリングするだけでなく，同じ物理量を使用する宇宙物理学にも可視化の面で貢献する。今年度は特に太陽のプロミネンスを再現するための電磁流体シミュレーションを開発することを目標としており，ミクロな領域を捉えるための機械学習の方法の実験と，最適化の方法についての検討を行った。これらの手法については別の事例にも適用できたり，既存技術の応用だったため，それらの研究発表を行なっている。研究題目のシミュレーションにおいて，ミクロな領域を計算しなければならなくなる条件の特定と，境界条件の設定において問題が発生したため，対処方法を検討している。