Journal of Plasma and Fusion Research Vol.91, No.10 October 2015

インフォメーション■会議報告
第２４回 International Conference on the Numerical
Simulation of Plasmas（ICNSP）

定 側 か ら 収 束 す る 場 合 が あ る．NIMROD の spectral-

石澤明宏（京大）

安定なプラズマの計算において，高波数の数値不安定性を宇佐見俊介（核融合研）生じてしまう場合がある．彼は，この問題を小さな係数をelement representation（有限要素法）は不安定側から正しい値に収束するため，本来は圧力駆動型不安定性に対してもつ４次の微分項を加えることにより解決した．J. King１．概要氏は，ジャイロテンソル項を導入した NIMROD コードをプラズマの数値シミュレーションに関する国際会議（２４用いて，ドリフトテアリングモードの計算を行い，Ramos

th International Conference on the Numerical Simulation ofPPCF 2008 強階層理論を用いた線形不安定性理論との比較Plasmas，ICNSP）が，２０１５年８月１２日から１４日まで，アメにより，ベンチマークテストを行った．その結果，シミュリカ合衆国コロラド州ゴールデン市で開催された．この国レーションと理論の一致が示され，NIMROD コードがド際会議は隔年で開催されており，１０年前の第１９回会議が奈リフトテアリングモードの解析に有用であることが示され良で開催されるなど，日本のプラズマシミュレーション研た．W.W. Lee 氏は，全分布関数電磁ジャイロ運動論シミュ究者になじみがある会議である．ゴールデン市はロッキーレーションにおける重み分割法を紹介するとともに，関連山脈の玄関口の一つであり，避暑地として有名な町であする MHD 平衡について議論した．A. Ishizawa 氏は，ジャり，テーブルマウンテンとよばれる平たい山頂をもつ山がイロ運動論シミュレーションコード GKV＋を用いた大型市の象徴である．夏季の日本と比較して湿度が低く，とてヘリカル装置（LHD）プラズマにおける乱流粒子・熱輸送も過ごしやすい場所であった．会議での発表件数は８４件の解析結果を報告し，運動論電子効果により ITG モードので，招待講演は２９件あった．日本からは１０件の発表があっ成長率が増大し，その効果によって LHD で観測されていた．そして，Dawson 賞（John Dawson Prize for Numerical

るNBI追加熱時の低温度状態から高温度状態への熱束の遷Simulation of Plasmas）は J. Cary 氏（Tech-X Corporation）移を再現した．また，乱流による粒子拡散は磁気軸方向でに，Buneman 賞（Oscar Buneman Award for Visualization

あり，新古典拡散と相殺することにより合計は小さな値にof Plasmas）は N. Maksimovic 氏と S. Parker 氏（Universityなることを示した．F. Halpern 氏は，GBS コードを SOLof Colorado）に，それぞれ贈られた（賞を獲得した図や動領域での中性粒子との相互作用も含みつつブシネ近似を用画 は http://www.icnsp.org/awards.html で 閲 覧 で き る）．

いないような拡張を行い，フラックス駆動エッジ乱流を磁次回の ICNSP は，２０１７年にベルギーで開催予定である．

気面が閉じた領域から開いた領域まで含む SOL で計算し（石澤）た初めての例を示した．また，リミター配位や Alcator Cmodのエッジ領域の乱流輸送への応用を計算例として示し

２．磁場閉じ込め核融合プラズマた．D. Jarema 氏は，電磁的ジャイロ運動論シミュレーショ

今回は，会議の開催地が NIMROD（拡張 MHD 方程式をンコード GENE のグローバル版において，小半径方向に温３次元配位で解くシミュレーションコード）チームのメン度分布が大きく変化するときに，効率よく計算を行うためバーが多く所属する Tech-X Corporation の所在地に近いこの方法を紹介した．その方法により，彼は位相空間をブともあるためか，同チームからの発表が多かった．一連の発表の中で特に目を引いた点は，一部運動論方程式を解くハイブリッドシミュレーションを用いることにより外部からの局所電流駆動によるテアリングモード安定化（磁気島を小さくする）の数値シミュレーションに着手していたことである．磁場閉じ込めプラズマ分野全体をみてみると，例年同様，さらに大規模で，さらに高精度なプラズマのシミュレーションを行うための手法と，それによる最新の成果が報告されていた．
いくつかの招待講演の内容を紹介する．C. Sovinec 氏
は，３次元 MHD（または二流体）シミュレーションコード
NIMROD の数値的交換型モードの安定化について報告した．磁場閉じ込めプラズマに現れる交換型モードなどの圧力駆動型不安定性を数値的に計算する際，数値手法の違い
ICNSP 会議会場の風景．

により，安定側から正しい成長率に収束する場合と，不安７０３

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ロックに分けて温度の高低に従って１グリッドあたりのグについて報告した．CPIC は，物理的には曲線から成る六面リッド幅を調節することで全体のグリッド数を低減するだ体格子で構成されているが，デカルト座標系の論理格子にけでなく，並列化のために分割された領域間の通信の偏り割り当てることができるという特長をもっている．このを低減することにも成功した．

コードは，非一様な表面をもつ構造物に格子をフィットさ（石澤）せる必要がある場合に有効であり，人工衛星表面の帯電問
３．基礎プラズマ

題などに応用される予定である．G. Werner 氏は，PIC コー

今回の会議では，宇宙・天体プラズマに関する発表が極ドの時間ステップ幅を大きくとる工夫について発表した．

め て 少 な く，招 待 講 演 で 直 接 関 連 し て い る も の は G.

これは，あらゆる場合に適用できうるものではないが，粒Lapenta 氏の MMS（Magnetospheric Multiscale Mission）

子の最大速度をマクロな伝播速度程度に制限することにに関する報告のみであった．MMS とは NASA が行っていよって（Speed-limited PIC と名付けられた），時間ステッるプロジェクトの１つであり，４機の人工衛星により地球プ幅をプラズマ振動数の逆数より大きくとることができ磁気圏における拡散領域の電磁場やプラズマの速度分布をる．例として，シースのシミュレーションが挙げられ，通非常によい精度で測定して，磁気リコネクションの物理解

常の PIC では定常状態になるまでに１万ステップを要する明をめざしている．G.Lapenta 氏は，大規模な陰解法粒子のに対して，このステップ数をわずか９０に節約できたことシミュレーションを行い，リコネクションアウトフロー領が示された．

域で，二次的なリコネクションが起こるという数値実験結

流体コードに関しては，T. Hatori 氏が拡張 MHD コード

果を示した．この結果は，MMSプロジェクトによって観測に AMR（適合格子細分化法）を組み込み，Rayleigh-Taylorされることが期待されている．

不安定性の階層的なシミュレーションを実施した．さら本会議では，粒子コードの工夫，改良についての報告もに，彼は既存のコードに容易に組み込んで使える AMR ラ多くあったので，印象に残っているものをいくつか紹介すイブラリや，その AMR を用いたシミュレーションによるる．A. Muraviev 氏は，いわゆる極限プラズマに PIC コー

階層的なデータを可視化するソフトウェアの開発についてドを適用するため，対生成や光子放射をモデリングして量も報告し，聴衆の高い関心を集めた．

子電磁気学（QED）の効果を取り入れた．その際に問題と最後に，この会議では少し異質ともいえる発表を紹介すなるのは，QED プロセスの時間スケールが PIC の時間スる．J. Wright 氏は，シミュレーションの直接的な成果ではテップ幅 !!に比べて非常に短いことであるが，彼は PICなく，シミュレーション等によって得られた膨大なデータ計算を開始する前に，親粒子から !!の間に発展するカスを，WEB ベースで管理するシステムについて報告した．た

ケード構造を求めておき，粒子種・エネルギーのようなパとえば，論文中の図に使用したデータを紐付けしておくなラメータについてあらかじめデータ化しておくという手法

どの機能がある．https://mpo.psfc.mit.edu にアクセスすれを 紹 介 し た．C. Meierbachtol 氏 は，CPIC（Curvilinear

ば，試すことができる．

Particle-In-Cell）と名付けられた静電コードの開発・改良（宇佐見）（原稿受付：２０１５年９月３日）

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