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日本惑星科学会誌Vol. 32, No. 3, 2023

「2023年度iSALE講習会」
参加報告書

豊田 優佳里1

2023年6月2日から6月30日にかけて，週1回・全5回の侑士氏(国立天文台CfCA)，伊藤 孝士氏(国立天文台離散日程でiSALE講習会が開催された．iSALEとはCfCA)の4名に務めていただき，機材の準備や講義動

Impact-SALE (Simplified Arbitrary Lagrangian

画のアップロード等の支援を加納 香織氏(国立天文台Eulerian)の略であり，数値衝突計算コードの一つであCfCA)に行なっていただいた．図1に講習会最終日に撮る．本講習会は国立天文台シミュレーションプロジェク

影した集合写真を示す．講習会では，衝突物理学と数ト(以下，CfCA)の支援のもとオンライン形式で開催さ

値流体計算に関する講義，iSALEの実行及び計算出れ，14名(PD 2名，博士学生2名，修士学生8名，学部学力に関する実践的な演習，補講での宿題解説，各自の生2名)が参加した．講師は黒澤 耕介氏(千葉工業大学

計算結果発表会が行われた．講習会の時間割を以下

惑星探査研究センター)，黒崎 健二氏(神戸大学)，松本に示す．

■2023 年 6月2日( 金 )13: 30 - 13:45

講習会の流れについての説明

13:45 - 15: 30

i S A L Eの概要と衝突物理学と数値流体計算の基礎 1

15: 30 - 15: 35

国立天文台共同利用計算機についての解説

15: 35 - 15:40

国立天文台共同利用計算機へのログイン方法についての解説

15:40 - 16:10

講習会専用サーバ上でのi S A L E 実行と配布ファイルの解説

16:10 - 16: 30

i S A L E開発チームによる例題の紹介■2023 年 6月9日( 金 )13: 30 - 14:45

衝突物理学と数値流体計算の基礎 2

14: 50 - 15: 20

i S A L E入力ファイル(a steroid . i np)の読み方解説

15: 20 - 16: 00

i S A L E入力ファイル(mater ia l . i np)の読み方解説

16: 00 - 16: 30

i S A L Eの計算出力についての解説■2023 年 6月16日( 金 )13: 30 - 14: 30

衝突物理学と数値流体計算の基礎 3

14: 30 - 15: 30

Jupy terL ab上でのpy S A L E Plotの解説

15: 30 - 16: 30

初級課題

1.神戸大学大学院理学研究科
yukari.m.toyoda@kitty.kobe-u.ac.jp

「2023年度iSALE講習会」
参加報告書／豊田

273■2023 年 6月23日( 金 )13: 30 - 16: 30

中級課題■2023 年 6月30日( 金 )13: 30 - 15: 30

各自の計算

15: 30 - 16:15

各自の計算結果発表

16:15 - 16: 30

計算サーバへの申請方法の解説

図1： 2023年度iSALE講習会最終日に撮影した集合写真．

i S A L E は天体 衝 突 現 象を取り扱 える様 に， 欧本講習会では，講習会の前日から講習会終了1週

米 の 惑 星 科 学 者 が 提 供して いる S ho ck physic s

間後 ( 6/ 1-7/ 7)まで国立天文台 Cf CAの共同利用計

codeの一つである[ 1- 4]．すでに多くの研究者が使算機を一部講習会専用に貸し切って使用した．この用しており，150 報を超える研究成果が査読付き論共同利用計 算 機には i S A L Eを実 行 する環 境 が 整文として出版されている．i S A L Eは流体運動だけで備されており，利用者は計 算 機にリモートログインなく， 物質の弾塑性体応答も同時に解くことができすることで i S A L Eの実行及び計 算結果の解 析を自るため，Hyd ro codeではなくS ho ck physic s code

由に行うことができた．また，対面での学会や研究と呼ばれている．更に，岩石の破壊の物理を反映し会が再会されつつある中，本講習会は離散日程でのたモデル，金属の物性を反映したモデル，融点付近

オンライン講 習会の利 便性と効率の良さを考慮し，での流動化を表現したモデル，空隙の圧密モデル，オンラインで開催された．そのため，講 義に関するある閾値を超える応力を受けた際の流 動化を表現

連 絡は Slack 上で行われ，講 義 及び 補 講は Ciscoしたモデル等が実装されている．i S A L Eに関する詳

WebEx 上で 実 施された．更に，YouTubeにて 講

しい情報は今年度のi S A L E講習会のページに掲載

義の録画を限定公開しており，講義への参加ができされているため，詳細を知りたい方はそちらを参照しない場合も録画視聴での講習会への参加が可能でていただきたい1．

あった 2 ．また，講義や計 算に関する質問は講義前

1

2023年 度 iSALE 講 習 会 の ご 案 内 | CfCA - Center for
C omput at ion a l A st rophysic s , ht t ps : //w w w. c fc a . n ao .
ac.jp/content/isale2023に行われる補 講 や S l a c k 上で講 師 陣に聞くことが2

参加者のうち3名が録画視聴での講習会参加であった．

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日本惑星科学会誌Vol. 32, No. 3, 2023

図2：2023年度iSALE講習会中級課題にて作成した2つの球状天体の衝突計算結果の解析例．左図は左半分に密度分布，右半分に圧力分布を可視化して表している．図中のプロットはそれぞれ衝突した球の重心位置を表す．右図は個々のトレーサー粒子の密度と圧力の関係を表す．基準となるユゴニオ曲線を実線で示している．

できた 3 ．

計算時間の見積もり方法について学ぶことができた．

１日目はi S A L Eの概要，基本的な衝突物理学，数

3日目は数値流体計 算を行う際の注意事項に関す

値流体計 算，状態方程式に関する講義から始まり，る講義から始まった．実 践では，Jupy terL ab上でその後国立天文台 Cf CA共同利用計 算機に関するのpy S A L E Plotの実行，初級課題の入力ファイル及解説が行われた．また，実践として計算機へのログ

び 描画スクリプトの 編集を行った．Jupy terL abをイン，i S A L E開発チームによって準備されている例

用いた解説によって，P y t hon初学者の筆者でも描題ファイルの展開及び実行を行なった．講義及び実画スクリプトの処理内容を理解し，i S A L Eによる計践は講師陣が執筆した講習会テキスト( 座学講義編・算結果を図として描画する方法について学ぶことが実 践編)をもとに行われた．講義は衝突現 象の数値できた．

計 算に関して短い期間で理解できるよう体系化され4日目は実践として中級課題の描画スクリプトの編ており，非常に充実した内容であった．また，iS A L E集を行った．これまでは計算結果の全体像を描画す開発テームによる例題は全部で16 題あり，iS A L Eでる方法について学んできたが，中級課題ではトレー行える計算を知る上で非常に参考になった．

サー粒子を用いて着目した計 算領域を定 量的に解

2日目は衝撃波の補足，弾性体モデル，塑性体モデ析する方法を学ぶことができた．解説を聞きながらル，降伏応力モデル，熱弱化モデル，微小空隙圧密

自身の描画スクリプトを編集するのは難しかったが，モデルに関する講義が行われた．実践では，初級課

適切なタイミングで参加者の進 捗 状況が 確認され，題の入力ファイル及び出力ファイルをサーバー上で確必要に応じてBrea kout roomでの個別指導が実施

認しながらの解説が行われた．入力ファイルの解説されるという手厚いサポートが活きていた．図2に中によって，iSA LEの実行に必要なパラメータについ級課題で筆者が作成した計算結果の解析例を示す．て学ぶことができた．また，計算の出力ファイルの解

5日目は各自の計算及び発表準備，各自の計算結説によって，計 算中に発生したエラーの確認方法や

果 発 表 会，国立天文台 Cf CA計 算サーバ利用申請

3

方法の解説が行われた．参加者は自身の興味に合Slackでの質問に対し，講習会期間中2営業日以内を目処とした対応が取られていた．

わせて様々な計 算を行なっており，非常に聞き応え

「2023年度iSALE講習会」
参加報告書／豊田

275のある発表会であった．講習会は離散日程であるたことができなかったとしても，授業前に行われている

め，参加者は自身の計算にじっくり取り組めたようで補講に参加し，解説を聞くことで問題を解消するこ4

あった ．最終日は発表会の後にオンライン懇親会がとができた．三つ目は，講習会のゴールとして自身の行われ，講師や他の参加者と親睦を深めることがで行いたい計 算を行う発 表 会 が 設 定されている点できた．

ある．講習会期間中はSlackでの質問を行えるため，

以 上，2023 年度 i S A L E 講習会への参加報告を参加者は積極的に自身の計 算に関する助言を求め行った．筆者は実 験 系出身者であり数値計 算 初挑ていた．このように自身の行いたい計 算のために試戦であったが，十分に付いていける初学者に優しい

行 錯 誤する経験によって，i S A L Eを実 行する知 識講習会であったと感じた．その理由は以下の通りでや技能を十分に身につけることができた 5 ．

ある．一つ目は，講習内容の予習復習を行う環境が最後に，本 講 習会の開催にあたりご尽力いただ

整っている点である．講習会は離散日程であるため，いた講師の黒澤 耕介氏，黒崎 健二氏，松本 侑士自習を行う時間が十分に確保できた．また，講義や氏，伊藤 孝士氏に感謝致します．また，国立天文台実践内容を細かく解説しているテキストがあること，

Cf CAの加納 香織氏，波々伯部 広隆氏には機材のYouTubeで講 義の内容が 視 聴できることも自習を準備及び講習会中における細やかなフォローをして行う上で非常に有用であった．二つ目は，講義ごとにいただきました．この場を借りて感謝申し上げます．

宿題が用意されている点である．実際に自分の手を動かして宿題に取り組むことで，講義内容を確実に習得することができた．また，自身で宿題を完遂する

参考文献[1] Amsden, A. et al., 1980, Los Alamos National

4
筆者はiSALEを用いた花崗岩球の低速度衝突の計算を実行したが，花崗岩球が大きくダメージを受けてしまう結果となってしまい，実験を再現することができなかった．衝撃波の発生しないような低速度衝突を扱う場合は，工夫が必要であるようだ．
5
勿論，論文公表に耐えるような計算を行うにはまだまだ修行が必要である．

著者紹介
豊田 優佳里神戸大学大学院理学研究科学術研究員．神戸大学 大学院理学 研
究 科 惑 星学 専 攻 博士 課 程 修了．
博士 ( 理学)．研究テーマは多孔質氷の低 速度衝突過程に関する実験的研究．

Laboratories Report, LA-8095: 101p.
[2] Ivanov, B. A. et al., 1997, International Journalof Impact Engineering 20, 411.
[3] Collins, G. et al., 2004, MAPS 39, 217.
[4] Wünnemann, K. et al., 2006, Icarus 180, 514.