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渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 藤堂 泰*; 本多 充*
日本原子力学会誌ATOMO
, 64(3), p.152 - 156, 2022/03
磁場閉じ込め核融合の科学的実証に向けたITER実験で想定される核燃焼プラズマの閉じ込め性能予測においては、粒子,運動量,熱の輸送を担う物理過程の理解が重要である。スーパーコンピュータ「富岳」を用いた第一原理シミュレーションにより、重水素・三重水素プラズマにおけるマルチスケール乱流が関わる複合輸送過程や、電磁揺動による高エネルギー粒子輸送に対する運動論効果などの物理機構が明らかとなった。核燃焼プラズマの性能予測に資する第一原理シミュレーションについて、さらなる研究開発を進めている。
井戸村 泰宏; 伊奈 拓也*; Ali, Y.*; 今村 俊幸*
Proceedings of Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2020 (SNA + MC 2020), p.225 - 230, 2020/10
ジャイロ運動論的トロイダル5次元オイラーコードGT5Dにおける半陰解法差分ソルバ向けに新しいFP16(半精度)前処理付き省通信型クリロフソルバを開発した。このソルバでは、大域的集団通信のボトルネックを省通信型クリロフ部分空間法を用いて解決し、FP16前処理を用いて収束特性を改善することで袖通信の回数を削減した。FP16前処理は演算子の物理特性に基づいて設計され、A64FXにおいて新たにサポートされたFP16SIMD演算を用いて実装された。本ソルバは富岳(A64FX)とSummit(V100)に移植され、JAEA-ICEX(Haswell)に比べてそれぞれ
63倍, 29倍のソケットあたり性能の向上を達成した。
井戸村 泰宏
no journal, ,
富岳における大域的full-fジャイロ運動論シミュレーションGT5Dの開発およびそれを用いて得られた最近の成果を概説する。富岳におけるエクサスケール計算に向けてA64FXで新たにサポートされた半精度演算を活用した新たな行列解法を開発し、運動論的電子の差分陰解法ソルバにおいて従来手法の約3.5倍の性能向上を達成した。これにより、実質量比の運動論的電子を用いた大域的乱流シミュレーションが可能となった。このコードを用いてTore Supra装置のジュール加熱Lモード放電における線形/飽和オーミック閉じ込め(LOC/SOC)遷移を解析した。これにより、LOC/SOC遷移に伴い観測されている、炭素不純物の吐き出し、自発プラズマ回転の変化、エネルギー閉じ込め時間の変化を再現し、その物理機構を明らかにした。
井戸村 泰宏
no journal, ,
本講演では、富岳における大域的full-fジャイロ運動論シミュレーションコードGT5Dの高性能計算技術およびそれを用いて実施した数値実験の成果を概説する。富岳をはじめとするエクサスケール計算機では演算性能、特に、機械学習用に提供されている16bit演算の性能向上により通信性能のボトルネックが顕在化している。本研究では、16bit演算を活用した省通信アルゴリズムによりこの問題を解決し、GT5Dの飛躍的な高速化を達成した。富岳における数値実験により、核融合プラズマ乱流の遷移現象を解析し、熱、粒子、運動量の複雑な輸送特性を再現し、その物理機構を明らかにした。
