複合大域シミュレーション
ユニット
ユニット設立報告会 2023年4月18日
樋田、藤堂、三浦、洲鎌、水口、山本、石崎、佐藤、
WANG, Hao、關、Jialei WANG & 所外メンバー
1１．ユニットの研究目的
多階層によって構成されている系全体の挙動を理解するためには、各階層の個別のシミュレーションだけでは不十分であり、階層間の相互作用を考慮した大域的なシミュレーションが必要となる。
このような複合大域シミュレーションは、核融合分野だけでなく多くの学術分野で実現が期待される重要な課題であるが、実現は容易ではない。

その要因は、微視的階層と系全体の時間空間スケールが極端に異なる状況がしばしば発生し、微視的階層を対象とした単一の基礎物理方程式に基づいたシミュレーションで両スケール全体を取り込むには計算機の規模・能力が不足することである。
本ユニットの目的

この問題を解決するシミュレーション手法を開発し、シミュレーション研究を推進する。
2

２．ユニットの学術的特徴
本ユニットではこの課題を、微視的階層との相互作用を正しく取り入れた大域的シミュレーションを実現する方法論の問題として捉える。
階層間や異なる物理モデル間を連結する手法を開発し、単一の基礎物理方程式に基づいたシミュレーションでは取り扱うことのできない物理系全体の挙動を予測・解明する大域的シミュレーションを実現する。
本ユニットで取り組む中心課題
１）炉心プラズマと周辺プラズマを包含する磁場閉じ込め
核融合プラズマ全体の大域的シミュレーション
２）スーパーコンピュータの規模による強い制限を超えて、より実現象に近いシミュレーションを実現するための、広範な応用性をもつ方法論の確立
3

3．手法開発とシミュレーション研究の推進• 階層間や異なる物理モデル間を連結する手法を開発⇔ 各階層のモデルの高度化、物理の理解の深化、階層間相互作用の解明• 実験研究と協力して、シミュレーションの validation and verification (V&V)
を行う。
• 自由な発想でシミュレーションの問題設定を行い、実験研究を先導するような新たな現象の発見を目指す。
• 核融合科学に加え、天文学、地球・惑星科学、流体物理学・工学、コンピュータ科学、データ科学などの研究者と協力して、学際的なシミュレーション研究を推進する。
手法開発と方法論の確立：学際的課題➢ これまで核融合研究で培ってきたシミュレーション手法ならびに本ユニットで新たに開発する手法を関連分野の問題に応用⇒ 諸現象の物理機構解明などに貢献➢

4４．ユニットメンバー
所内メンバー
藤堂泰

所外メンバー後藤晋

大阪大学

核融合プラズマ

辻義之

名古屋大学

吉田恭

筑波大学

京都大学

宇宙空間物理

清水雅樹

大阪大学

小谷翼

京都大学

宇宙プラズマ渡邊威

名古屋工業大学

MHD
ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

町田真美

国立天文台

天文学

陰山聡

神戸大学

川面洋平

東北大学

プラズマ物理

洲鎌英雄

ジャイロ
運動論理論

堀久美子

神戸大学

地球惑星流体樋田美栄子

粒子ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

三浦英昭

乱流ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

山本孝志

情報ﾈｯﾄﾜｰｸ佐藤雅彦
Wang Hao關良輔

運動論的MHD
ハイブリッドｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ

Wang Jialei
水口直紀
石崎龍一

石澤明宏

京都大学

高橋俊樹

群馬大学

渡邉智彦

名古屋大学

田口聡

流体物理・流体工学
データ科学
計算科学・可視化

黄色でハイライトした方々がユニット研究戦略会議の所外メンバー

5５．ユニットメンバーの研究計画紹介➢ 磁場閉じ込めプラズマの複合大域的シミュレーションとその関連研究
・運動論的MHDハイブリッドシミュレーション (MEGA) (藤堂、佐藤、Wang Hao、關、Wang Jielei、石澤 他)
手法開発、核燃焼プラズマの挙動予測と制御法確立に向けた研究

・ 高ベータプラズマならびにペレット入射のシミュレーション (水口&高橋、石崎)・運動論に基づく微視的不安定性・乱流輸送理論の高度化（洲鎌＆渡邉 他）
・広周波数帯波動不安定性の非線形粒子シミュレーション (樋田＆田口 他）➢ 学際研究推進 (町田、川面、堀）➢ 実現象に近いシミュレーションを実現するための広範な応用性をもつ方法論の研究
・ 乱流諸現象における散逸階層・微視的階層のモデル化の方法論(三浦、辻、吉田、清水、渡邊、陰山、他)
6磁場閉じ込めプラズマ全体のシミュレーションの実現（藤堂）・高エネルギー粒子と熱イオンを運動論的に取り扱うMHDハイブリッドシミュレーション(MEGA)にジャイロ運動論的(GK)ポアソン方程式を結合
・これにより、イオン温度勾配不安定性などの微視的乱流とMHD現象および両者の中間スケールを構成する帯状流の三者の相互作用を計算することが可能に
・ 炉心プラズマと周辺プラズマを包含する磁場閉じ込めプラズマ全体のシミュレーションを実現
1. ジャイロ運動論的MHDハイブリッドシミュレーションの開発
運動論的MHDハイブリッドモデルとGKポアソン方程式を結合する物理モデルを構築
2. 既存のMEGAによる研究
帯状流の形成機構、ELMのシミュレーション（セビリア大学と協力）
3. 核燃焼プラズマの自発的な構造形成の研究
既存＋新たな
4. 環状プラズマ周辺領域の構造と挙動の研究
5. 宇宙・天体プラズマに関する学際研究

シミュレーション

Alfvén eigenmodes inan ITER plasma.
7安定な高ベータトロイダルプラズマ実現のための物理条件の探究［佐藤、石澤］• LHDプラズマでの圧力駆動型MHD不安定性に対する非線形シミュレーション研究を行ってきた。
• 熱イオンの運動論的効果を考慮することで、高ベータ状態を維持するシミュレーション結果を得ることに成功。LHD実験にて高ベータプラズマが安定に保持される現象では、捕捉熱イオンが重要な役割をしていることを示した。

• 巨視的不安定性と微視的不安定性の両方が解析可能なマルチスケールシミュレーションモデルを構築し、巨視的不安定性と微視的不安定性の相互作用を考慮して、安定な高ベータトロイダ
ルプラズマを実現するための物理条件を明らかにする。

運動論的MHDシミュレーション(MEGAコード)に よる高ベータ
LHDプラズマの安定保持メカニ
ズムの解明

Interactions between EGAM and other modes (WANG, Hao)
In the past
TAE,
RSAE,EGAM,EPM.

（高エネルギー粒子駆動 測地線音響モード）

研究背景
・MEGAによりLHDにおけるEGAM channelingを示す。
(WANG, Hao 2019,2020）
EP(Energetic Particle) → EGAM → Bulk ion 加熱
・ASDEX-Upgrate実験で EP → AE → EGAM が観測（アルヴェン固有モード）

ユニットにおける取組み
LHD, CFQS
EGAM, AE, EPM間
EGAM channeling withの multi-mode
multi-mode coupling
kinetic EP,
coupling
kinetic ions,
Bulk ion
MHD.

EGAM の非線形励起の機構は？

(kinetic EP + MHD)

EP → EGAM → 加熱
EP→AE→EGAM→加熱
これらの違いは？
(+ kinetic Bulk ion)

Simulation of realistichigh performance
plasma
JET: Q~0.67
JT60-SA, ITERSPARC: breakeven?

Accumulated data&Machine learning
複雑な系におけるモードの振る舞いを予測（Validation）

Interaction between EGAM and micro-turbulence
EPとmicro-turbulence の相互作用は ITPA タスクリストに追加される見込み。
EGAMがmicro-turbulencesを抑制・促進する条件は？
EGAMとmicro-turbulencesの相互作用が輸送に及ぼす影響は？

9高速イオンの蓄積エネルギー限界値の評価を目指す
核燃焼プラズマは高速α粒子によるプラズマの自己加熱で実現。
しかし、高速イオンの蓄積エネルギーが増えると、AE（アルヴェン固有モード）不安定性などが発生し、高速イオンがプラズマから損失、蓄積エネルギーが制限される。この限界値の評価を目指す。

実験計測

(關良輔)

損失高速水素イオン分布
シミュレーション
AE不安定性なし

MHDと高速イオンのハイブリットシミュレーション

これらを繋く様々な数値計算プログラムを開発•核燃焼プラズマの模擬実験との比較により、シミュレーションを拡張・高精度化。

•環状プラズマにおける蓄積エネルギーの限界値を表す関係式の導出に挑戦。

•

蓄積エネルギーが最大となる磁場配位を見つけ、構造形成・持続性ユニットと協力して磁場配位最適化の新指針確立に向けた研究を行う。

AE不安定性あり

実験計測結果10

Comprehensive Simulations of ICRF-induced AEs(Jialei WANG)

ICRF (Ion cyclotron周波数帯) の少数イオン加熱によってイオン分布に高エネルギーテイルが形成される。そのようなイオンが励起したAEが様々な非線形発展をすることが予測・観測されている。
Berk&Breizman の１次元弱非線形理論によると AEの発展は(i) steady state, (ii) spectral splitting, (iii) chaotic state (iv) ‘burst’ state⇒ 非線形シミュレーションを用いて研究困難な点: 少数イオンのテイルの形成時間： ~10^2 ms;
AEの特徴的な時間： ~1 ms;
研究内容: ・MEGAをICRF加熱に対応するよう拡張した。
・上記の困難については、MEGAには、それを解決できる‘マルチフェーズシミュレーション’手法がある。
・ これをらを組み合わせたシミュレーションで、ICRF加熱に伴うAEの複雑な非線形発展を解析する。
同様のイオンテイルは宇宙・天体プラズマでも形成しうるため、学際的な発展も期待。
位相空間乱流ユニットとの共同研究も実施
バルクイオンを運動論的に扱うMEGAを用いた 速度空間揺らぎに関する研究11

高ベータトーラスを対象とした拡張ＭＨＤシミュレーション（水口、高橋）CT(Compact Torus)やRFP(Reversed-Field Pinch)等内部電流により作られる弱い磁場で高ベータプラズマを維持する。
自律性が高く、トーラス全域に及ぶ構造変換を伴うような緩和過程が観測される(1) FRC(Field-Reversed Configuration)の移送合体過程(2) RFPのヘリカル緩和過程 等→ シミュレーションを実行、実験と相補的に検証して緩和現象を支配する物理の定式化を目指す。
必要な手法：低磁場に起因する有限ラーマ―半径効果や衝撃波の寄与 RFPにおけるヘリカル構造形成のMIPSシミュレーションが現れるため流体運動と粒子性を同時に扱う拡張ＭＨＤモデルの構築。
衝撃波追跡手法の導入等、数値モデルの拡充が必要。
・無衝突衝撃波や構造形成の関連で分野を広げてゆく可能性
・実験装置は、国内では大学研究室規模の小グループが主流だが、NIFSを拠点に実験・理論・シミュレーションが有機的に連携する共同研究基盤が形成されてきた。
近年飛躍が目立つ国外のスタートアップ企業群との連携も進められている。このような共同研究基盤を活用。

FAT-CM装置(日本大)12ペレット入射シミュレーション(石崎)

目的：核融合プラズマへの燃料ペレットの入射頻度を低減し、かつコア中心を高密度にする方法を見出し、エネルギー収支を向上させる。
コード開発
・ペレットの移動と溶発を同時に扱うために、固体・液体・気体・プラズマを同時に解くコード （CIP-CUP法, Yabeを利用）を開発。
・MIPSコードとの連結 （トーラスに対してペレットは微小であるためAMRを活用）
以下の2つの現象の機構解明を目指す。
プラズマモイドの間欠的な生成候補1 背景プラズマの電子がペレット侵入時に生じるシースが電場をつくる。
それによるEｘＢ回転がプラズマを不安定化
候補2 プラズマ内を伝播する圧縮性アルフェン波の影響

NBI入射時のペレットの加速
片側NBI時にペレットを入射すると、ロケット効果によりペレットが加速。

期待されること
・NBI等を活用してペレットおよびプラズモイドを制御する方法を見出す可能性
・核融合以外での応用
隕石の大気圏突入シミュレーション、クレータ形成シミュレーション等。
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運動論に基づく微視的不安定性・乱流輸送の理論の高度化）ジャイロ運動論に基づくプラズマ輸送の理論・シミュレーション（洲鎌、渡邉智他）・一般化空間座標を用いたオイラー的変分原理やラグランジュ-ハミルトン力学に基づくプラズマ運動論的方程式の定式化を電磁乱流ジャイロ運動論の場合に拡張・ 新古典輸送 & 電磁的乱流輸送を含む運動量バランス方程式が導出される。
⇒ 運動論的バルーニングモード等の電磁揺動の不安定化が予想される高ベータプラズマに対する大域的ジャイロ運動論シミュレーションの精度検証、運動量輸送の定量的評価等に貢献

メタ階層ダイナミクス等、他のユニットとの共同研究 ２＆３

２）GT5Dコード等による大域的ジャイロ運動論シミュレーションに関する共同研究（協力者：メタ階層ダイナミクスユニット 松岡）・上記を基に、粒子・運動量・エネルギーの局所バランスや輸送フラックスに対する正確な定量的評価法を提示
・プラズマの背景密度・温度・フロー分布に対する新古典輸送・乱流輸送の依存性に現れる大域的効果を、局所および大域的シミュレーションの比較により解明。
・ITGモード乱流輸送に対する背景ExB フローの効果に関する大域的乱流輸送
シミュレーショにより、乱流輸送の水素同位体質量依存性を解析。
14３） 簡約化乱流輸送モデルの開発と応用
・ ITG乱流の非線形GKVシミュレーションの結果を再現する準線形乱流輸送モデルを統合輸送

コード に組み込む。LHDのイオン温度分布予測と実験結果を比較しモデルを検証。
・ TEM乱流、多イオン種や背景ExB フローの効果を含めた非線形ジャイロ運動論的乱流輸送
シミュレーションの結果を再現するため、乱流輸送モデルを拡張。

名古屋大学、東京大学などとの共同研究 ４＆５
４）乱流による異種粒子間熱交換過程の解明を目指して
異種粒子間の熱交換過程は、これまで主にクーロン衝突によるものが考慮されてきた。GKV
コードを用いたジャイロ運動論的乱流シミュレーションにより、乱流揺動の効果を解明する。
(先ず、トカマクのITGモード乱流の解析行い、TEM乱流、ヘリカル系プラズマへと発展させる。）

５）Hamilton Mechanics と Water-Bag Model/Contour Dynamicsに基づく無衝突プラズマに対する流体モデルの拡張
Water-Bag ModelやContour Dynamicsは、微視的な運動論モデルと巨視的な流体モデルの間にあるモデル。両スケールの関係性や中間スケールの構造を調べるのに適している。
これまで、Vlasov-Poisson系について、Water Bag Modelに基づくHamilton力学系流体モデルが提案されている。しかし、このモデルは、Landau減衰や位相混合を記述できないという課題がある。Landau減衰を扱えるように、従来のモデルを拡張することを目指す。

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高速粒子による広周波数帯波動不安定性の非線形粒子シミュレーション- 核融合と宇宙のプラズマに共通する物理を切り出して -(樋田、田口他）

磁場に垂直方向の速度空間でリング状の分布を持つ高速イオンの生成
核融合プラズマ： 高速中性粒子入射宇宙プラズマ ： 無衝突衝撃波による粒子加速や太陽風によるピックアップイオンなど
高速粒子による不安定性について、イオンサ の広周波数帯波動が関与する長時間非線形発展を解析。波動スペクトル、各種粒子（電子・複数種イオン）のエネルギー、速度分布の非線形発展について、物理機構・条件・定量的関係を解明。
メタ階層ダイナミクスユニットとの共同研究
・核融合プラズマにおける広周波数帯電磁波放射 (非定常、突発・・） の機構

・粒子シミュレーションでは扱えない大域的効果を取り入れるため手法開発（波動伝播の大域的数値解析との連結等）

京大・理学研究科との共同研究（田口、小谷）・宇宙空間プラズマにおけるイオンの加速などその他の未解決問題解決につながる知見
・太陽コロナにおける特定イオン種の選択的加速・無衝突衝撃波におけるエネルギー散逸
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ブラックホール天体の活動性→宇宙の進化の解明 （国立天文台 町田）
大質量ブラックホール
放射領域～数百AU
伝搬距離 ～数百kpc

ブラックホールから噴出するジェットが銀河や銀河団進化に影響を与える
MeerKAT望遠鏡で観測された衝突銀河団Abell 3376

Black HoleM87

活動銀河ジェット

観測結果
EHT collaboration

大規模MHD
数値実験

ブラックホール降着円盤

Cygnus A @NASA/NRAO

銀河団
小さい方の銀河団の中心銀河で、上下に吹き出したジェットが、途中で折れ曲がる。

銀河
銀河ガス円盤富岳やATERUI IIなどのスパコンを用いた理論的研究をもとに、放射(観測量)を導出。観測結果と直接比較。
⇒2次元分布となる観測量から3次元構造を抽出

観測結果の詳細とMHD数値実験を用いた理論的解釈
Chibueze, Sakemi, Ohmura, MM et al. (2021) 593, 47–50, Nature17

マルチスケール降着円盤乱流（東北大 川面）

巨視的スケール (~H) でMRIによって乱流駆動→ 微視的スケール (~ρi ~ 10-9H) で散逸→ 放射 → 観測
EHT collaboration

駆動から散逸までをコンシステントに理解したい

明らかにしたいこと• 角運動量輸送のパラメータ依存性• イオンと電子の乱流加熱配分

いずれもEHT観測の物理的解釈を左右する• 電子の熱的・非熱的エネルギー配分

手法• 109離れた駆動と散逸を結ぶマルチスケール手法が必要→ 簡約化MHD (~H) [Kawazura+ ’22]とジャイロ運動論 (~ρi) [Kawazura+ ’19; ’20]を組み合わせた世界初のマルチスケール降着乱流研究• 無衝突MRI、密度成層、非GK効果による散逸、非熱的粒子…が更に必要
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運動論的・磁気流体ハイブリッドシミュレーションの宇宙・天体プラズマへの適用 （藤堂、町田、川面、樋田）
高速イオンと熱的イオンを運動論的に扱うMHDハイブリットシミュレーション(MEGA)
環状プラズマ で多くの成果

より一般的な宇宙・天体プラズマに適用
NIFSプレスリリース

佐藤 (2020)

・高速イオンや熱的イオンは、宇宙・天体プラズマにおけるMHD現象にも重要な影響を及ぼしている可能性がある。

MEGAコードの近似の下で何に応用できるのか、
MEGAコードをどのように拡張する必要があるのかを検討し、具体的な問題への適用を目指す。
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Geophysical & Astrophysical Fluid Dynamics（神戸大学・ 堀）• 「地球惑星など天体」を念頭においた「流体力学やその数理」• キーワード： ダイナモ（磁場形成）、対流、波動、回転流体、MHD• 方法： 数値実験、数理モデル解析、近年はデータ駆動型手法にも注目

流体/数理

神戸
Leeds

データ/情報ダイナモ

名古屋
Max-Planck

東京

地球惑星/天体• ユニットにおける研究計画
a.
b.
c.
d.

階層的 MHD ダイナモ理論・モデルの再考
データ駆動型特徴抽出・低次元化
地球惑星・太陽など関連分野での適用
回転 MHD 波動の力学・数理• 所外共同研究– 神戸大、気象庁、英 Leeds/Leicester、端典 Lund、
仏 Grenoble、独 MPS/Goettingen ほか

aiueo

北極
３次元球殻 MHD ダイナモ直接数値実験(Earth Planet. Sci. Lett. 2019)

弱線形磁気ロスビー波ソリトン解(J. Fluid Mech. Rapids 2020)

偏微分方程式で記述される乱流諸現象における散逸階層・微視的階層のモデル化の方法論研究
乱流は、流体力学、気象、航空、宇宙、核融合、超流動、化学反応など様々な分野で広範に使われるキーワード。
多くの場合、散逸のある偏微分方程式で記述される。
（散逸がないとされる方程式（たとえば量子乱流のGross-Pitaevskii方程式）であっても、超粘性・人工粘性などの形で付加的な散逸構造がシミュレーションに入り込んでいる。）

散逸の計算を高精度高解像度にすると、実現象に近いシミュレーションとなるが、計算が巨大化。
⇒ 散逸の特徴を保持しつつ、その計算を小型化することが求められる。

• MHD・Hall MHD乱流（三浦,他)
・量子乱流：GP（辻、吉田、三浦他）• Navier-Stokes (後藤, 清水, 渡邊, 他) ・複雑現象解析手法開発 (陰山, 三浦)21

偏微分方程式で記述される乱流諸現象における散逸階層・微視的階層のモデル化の方法論研究
エネルギースペクトルのべき則が現れる領域

乱流慣性小領域の階層性の解明（渦の階層など自己相似則に基づく階層性）

慣性小領域・散逸構造の相互作用の解明とモデル化
乱流の散逸構造の解明とモデル化
シミュレーション＋データ科学＋可視化⇒ 信頼性の高い方法論の構築を目指す• MHD・Hall MHD乱流（三浦,他)
・量子乱流：GP（辻、吉田、三浦他）• Navier-Stokes (後藤, 清水, 渡邊, 他) ・複雑現象解析手法開発 (陰山, 三浦)

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MHD・Hall MHD乱流研究(三浦, 他)

共同研究者：荒木(岡山理大), 半場（東大）, Pandit (IISc), Yadav (SVNIT)Hall MHD乱流の階層：MHDスケール, サブイオン（Hall項に起因)スケール, 散逸スケール• Hall 項の影響の大域性（空間的大域性、波数空間的大域性）の解明
乱流磁気リコネクションの空間大域性
Coherent structures in the velocity
波数空間でのMHD・サブイオンスケール間field (green) and magnetic field (gray)
相互作用の理解
今後の研究• 空間構造への圧縮性・微視的(Hall)効果の影響解明
空間構造（渦, 磁場, 衝撃波と勾配テンソル不変量)
短波長成分のモデル化
POD, DMD, ROM などデータ科学にも使用されるアプローチを活用

サブイオンスケールを小さい計算資源で代替する力学系モデルの構築。 このスケールの特徴を保持しつつ、MHDスケールに大きな解像度を割り当てられるシミュレーションの実現。

23

GP方程式（量子乱流）(名大・辻, 筑波大・ 吉田, 三浦他)
量子乱流の実験研究 （辻、吉田）• 乱流渦が液体ヘリウムにおける熱輸送に及ぼす影響に関する実験
超流動体での乱流渦の発生、常流動体との相互作用• 慣性粒子捕捉による渦の可視化
実験とシミュレーションの共同研究 (+三浦他）
回復長（渦の太さの特性長）以下のスケールではHall MHDのサブイオンスケールと類似性

𝜔 ∝ 𝑘 2 の分散性波動が卓越⇒ 厳しいCFL条件でシミュレーションが困難
今後の研究テーマ：
・回復長以下のスケールのモデル化
・乱流渦の運動と統計則
・常流動・超流動流体間の相互作用のモデル化

この図は以下の論文を参照：
Todo, Miura, et al., “Research Planof Complex Global Simulation
Unit”, Plasma Fusion Research(2023)

Sakaki et al., ITC31 (2022) Nov. 8th P1-2F12"Identification of quantum vortex in Gross24
Pitaevskii simulation"

中性流体(Navier-Stokes)乱流• 乱流渦の階層性
一様等方性乱流/壁乱流• 乱流のエネルギーサイクル：
エネルギー注入（大規模スケール）
エネルギーカスケード（高波数側へのスケール間エネルギー輸送）
エネルギー散逸（散逸スケール）
今後の研究• 乱流エネルギーサイクルの普遍性の解明• データ科学的手法によるエネルギー散逸予測• 得られた知見に基づく小スケール運動のモデル化(阪大 後藤晋, 他)
この図は以下の論文を参照：
Todo, Miura, et al., “Research
Plan of Complex Global
Simulation Unit”, Plasma
Fusion Research (2023)25

中性流体(Navier-Stokes)乱流(阪大・清水, 他)（名工大・渡邊, 他） 名工大との連携協定• 平行平板間乱流の亜臨界遷移

乱流と高分子の相互作用

データ科学を乱流研究に導入

産業応用において非常に重要な研究テーマ• 部分観測の下での深層強化学習による流体制御

産業応用研究が先行、物理は良く分かっていない。

本ユニットでは

データ科学的アプローチで乱流の低次元モデル化に貢献（例えば、高分子添加による抵抗低減など）

乱流・高分子相互作用機構の解明
高分子サイズ << 乱流のコルモゴロフ長⇒シミュレーションが困難
乱流散逸階層のモデル化と共通の問題。本ユニットで開発する手法の応用を目指す。
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複雑現象可視化手法開発 (陰山, 三浦, 他)• 4D street view (4DSV)手法の発展• 多次元・多方向・多パラメータ動画による同時可視化手法• 諸課題の存在
シミュレーションの大規模化== カメラ（可視化作業点）の増大== 計算コストの増大
今後の課題• 非一様・動的カメラ配置• ヘテロジニアスアーキテクチャを活用したWait-IOライブラリの導入とシミュレーションコードのMPMD化⇒異なるアーキテクチャにまたがった
4DSV実現に向けた研究開発

この図は以下の論文を参照：
Kageyama, Sakamoto, Miura, andOhno, "Interactive Exploration of theIn-Situ Visualization of aMagnetohydrodynamic Simulation",
Plasma Fusion Research Vol.15,
1401065 (2020).

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Summary
複合大域シミュレーションユニットでは• 階層間や異なる物理モデル間を連結する手法を開発し、単一の基礎物理方程式に基づいたシミュレーションでは取り扱うことのできない物理系全体の挙動を予測・解明する大域的シミュレーションを実現する。
• 各階層のモデルの高度化、物理の理解の深化、階層間相互作用の解明にも取り組む。
• 広範な応用性をもつ方法論の確立、開発した手法を関連分野に適用するなどの学際研究を推進する。

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