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DDM-GNI – Discrete Dirac Mechanics and Geometric Numerical Integration Methods for Plasma Physics

プロジェクトの目的

近年、数学的方程式をコンピュータが理解できる形に変換する際にその方程式の構造や特性を保持しておく事が重要となってきた。特性を無視すると、時にその後のシミュレーションにおいて不正確な結果をもたらしてしまう。特にプラズマ・核融合物理学の様に数学的方程式が非常に複雑で実験との直接比較が難しい場合等に真実味を帯びる。しかし構造保存数値アルゴリズムのプラズマ物理学への応用はそれほど大きな注目を帯びていない他、今日におけるコンピュータでは対応したコード方式を用いていない。実験観察において重要な物理効果を再現できず結果的には研究の妨げとなっている。

このプロジェクトの目的は離散ディラック力学と呼ばれる幾何学的数値積分を導き出す柔軟的かつ一般的な枠組みを開発する事にある。離散ディラック力学はプラズマ物理学のみならず、最適制御、気象学、海洋学、地理力学、流体力学、弾性力学、太陽物理学、宇宙物理学や宇宙論の様な他の研究分野の方程式に対しても応用が可能である。この枠組みはプラズマ・核融合物理学モデルで使用される重要なシステムに対する新しい数値方式を引き出すために用いられる。新しい数値方式のプロトタイプを実装、検証、妥当性確認後、オープンソースライブラリへ導入し、予測能力と物理学的正確性を改善するために先頭アプリケーションコードへ変換させる予定である。

全参加者の専門性を合わせて数々の応用に繋がる革新的研究ラインを確立させ、コンピュータ科学分野における欧州のリーダーシップを強化する事が可能となる。提案した具体的アクションを通じて得たノウハウは、理論的、技術的かつ汎用的スキルを補完し、独立した研究グループを設立する良い機会にもなる。

DDM-GNIの日欧協力について

Max Planck Institute のMichael Kraus博士が応募したことで当該プロジェクトに間接的に関与しております。現在共同研究を実施しており、今後早稲田大学の数物系分野において国際的な協力関係を広げていくことができると考えております.

Michael Kraus博士のために、文部科学省のSuper Global University支援の一部として教育面(大学院の集中講義を行う)でも協力してもらうことで、一部経済的な支援を行なっております。吉村教授は、科研費やSuper Global Universityの支援でMichael Kraus博士とのプロジェクト研究に当たっています。

Project Details

Project Participants

Coordination:
MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV (Germany)

Members of the consortium:
Waseda University: Yoshimura Lab

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