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計算科学研究センター 粒子系シミュレータ研究チーム

チームリーダー 牧野 淳一郎(Ph.D.)

研究概要

牧野 淳一郎 (Ph.D.)

数値シミュレーションで扱われるシステムは、規則格子系、不規則格子系、粒子系に大別されます。計算機環境が進歩し、大規模なシミュレーションが可能になるに従って、より現実的で複雑なシステムを扱うことが可能になり、そのために、形状や境界条件に柔軟に対応できる不規則格子系や粒子系の手法が重要性を高めています。

しかし、不規則格子系や粒子系を、「京」や「富岳」のような大規模並列システムで効率よく扱えるプログラムを開発することは容易ではありません。適切なロードバランスを実現するための領域分割、領域間の粒子等の移動、領域にまたがった相互作用計算等の複雑な処理を効率よく実現する必要があるからです。一方、大規模な粒子系シミュレーションでは必ずこのような処理が必要になります。

本研究チームでは、粒子系シミュレーションであればどのようなものにでも使える「粒子シミュレーションソフトウェア開発フレームワーク」FDPSを開発しています。
FDPSは、アプリケーション側で定義した粒子データ型や粒子間相互作用を計算する関数を受け取り、それらを扱うための関数群を提供します。それらを使うことで、アプリケーション開発者は並列化やチューニングに多大な時間を割くことなく、解きたい問題に集中できます。

研究主分野

  • 数物系科学

研究関連分野

  • 情報学
  • 複合領域
  • 総合理工

キーワード

  • 大規模天体物理シミュレーション
  • 計算機アーキテクチャ
  • 高性能計算

主要論文

  • 1.Iwasawa, M., Tanikawa, A., Hosono, N., Nitadori, K., Muranushi, T. and Makino, J.:
    "Implementation and performance of FDPS: a framework for developing parallel particle simulation codes"
    Publications of the Astronomical Society of Japan, Volume 68, Issue 4, id.54 (2016)
  • 2.Hosono, N., Saitoh, T. R., Makino, J., Genda, H. and Ida, S.:
    "The giant impact simulations with density independent smoothed particle hydrodynamics"
    Icarus, Volume 271, p. 131-157. (2016)
  • 3.Hosono, N., Saitoh, T. R. and Makino, J.:
    "A Comparison of SPH Artificial Viscosities and Their Impact on the Keplerian Disk"
    The Astrophysical Journal Supplement Series, Volume 224, Issue 2, article id. 32 (2016)
  • 4.Saitoh, T. R. and Makino, J.:
    "Santa Barbara Cluster Comparison Test with DISPH"
    The Astrophysical Journal, Volume 823, Issue 2, article id. 144 (2016)
  • 5.Hosono, N., Iwasawa, M., Tanikawa, A., Nitadori, K., Muranushi, T. and Makino, J.:
    "Unconvergence of Very Large Scale GI Simulations"
    Publications of the Astronomical Society of Japan (2016)
  • 6.Yamamoto, S. and Makino, J.:
    "A formulation of consistent particle hydrodynamics in strong form"
    PASJ, Volume 69, 35 (2017)
  • 7.Iwasawa, M., Oshino, S., Fujii, M. S., Hori, Y.:
    "PENTACLE: Parallelized particle-particle particle-tree code for planet formation"
    PASJ, Volume 69, Issue 5, id.81 (2017).
  • 8.Namekata, D. et al.:
    "Fortran interface layer of the framework for developing particle simulator FDPS"
    PASJ, Vol 70, Issue 4, id 70. (2018).
  • 9.Karato, S. I.; Hosono, N.; Makino, J.; Saitoh, T. R.:
    "Terrestrial magma ocean origin of the Moon"
    Nature Geoscience 12, 418-423 (2019).
  • 10.Yamamoto, S. and Makino, J.:
    "Hermite integrator for high-order mesh-free schemes"
    PASJ, Vol 71, Issue 1, id 18. (2019).

関連リンク

メンバーリスト

主宰者

牧野 淳一郎
チームリーダー

メンバー

行方 大輔
研究員
平居 悠
基礎科学特別研究員
坪内 美幸
テクニカルスタッフⅠ

お問い合わせ先

〒650-0047 兵庫県神戸市中央区港島南町 7-1-26
研究棟R401
Tel: 078-940-5632
Email: jmakino [at] riken.jp
※[at]は@に置き換えてください。

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