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integral invariant and momentum conservation in symplectic time integration of Hamiltonian partial differential equations佐々 成正
Journal of the Physical Society of Japan, 86(7), p.074006_1 - 074006_6, 2017/07
被引用回数：3 パーセンタイル：26.57(Physics, Multidisciplinary)ハミルトン系偏微分方程式の時間発展問題を考える。特に元の偏微分方程式系で運動量保存則が成り立っている時、時間発展手法にシンプレクティック数値積分法を用いると運動量保存則が数値計算においても保存されることを一般的に証明した。この証明には、ハミルトン系の相空間における保存則を満たすポアンカレ不変量(相空間におけるLouvilleの定理の最低次元版)を用いた。
諫山 明彦; 岩間 尚文*; 正和 武志*; 細田 陽介*; 伊世井 宣明; 石田 真一; 佐藤 正泰
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(9A), p.5787 - 5796, 2003/09
被引用回数：3 パーセンタイル：15.37(Physics, Applied)フーリエ変換分光装置(FTS)ではマイケルソン干渉計を用いて電子サイクロトロン放射(ECE)から電子温度分布を得ている。マイケルソン干渉計では走査鏡をスキャンする(走査時間:約20ms)ことにより干渉信号を得ていて、この間プラズマの電子温度は変化しないと仮定している。しかし、ELMy Hモードプラズマでは、ELMにより発生した非熱的放射パルス(パルス幅:100
s程度)により干渉信号が歪み、電子温度分布測定が不可能になる。今回、非熱的放射パルスを検出・除去する手法を開発し、さらに、欠損の生じた干渉信号に最大エントロピー法(MEM)を適用して電子温度分布を得ることに成功した。また、最大エントロピー法を適用する際、スペクトルの平滑度を決めるパラメータ(「正規化パラメータ」)を最適化する必要があるが、今回は線形問題で用いられている最小GCV(GeneralizedCross Validation)規準を非線形問題であるMEMに適用した。その結果、最小GCV規準はMEMの正規化パラメータの決定に有用であることがわかった。今回開発した手法をJT-60U実験時の信号に適用した結果、一連のデータを放電間に自動処理できる可能性があることがわかった。
萩原 一郎*; Li, W.*; 仲田 晋*; 山田 進
計算工学講演会論文集, 61(1), p.205 - 208, 2001/05
日本原子力研究所では並列計算機用数値計算ライブラリPARCEL(Parallel Computing Elements)を開発、提供している。PARCELは連立一次方程式,固有値問題,擬似一様乱数及び高速フーリエ変換(FFT)のルーチンで構成されている。PARCELは基本的に分散メモリ型スカラ並列計算機を前提として開発されたものであり、近年の大規模科学技術計算で利用されているベクトル並列計算機上での性能は十分でないことが考えられる。そこで、本研究ではPARCELの数値計算プログラムのうちFFTについて、使用する計算機のアーキテクチャの性能を十分に活用するための改善を行い、ベクトル並列計算機上で高速に計算するためのルーチンを開発した。また、ベクトル並列計算機VPP300及びSX-4を用いた性能評価から実際に高速化することを確認した。
鈴木 覚; 河村 雄行*
JNC TN8400 2001-005, 41 Pages, 2001/04
水-粘土混合系の分子動力学計算によりNa型スメクタイトの層間水の振動スペクトルと層間水の構造の関係について研究した。得られた計算結果は、赤外分光法によるスメクタイトの層間水の観察結果とよい一致を示した。水分子の分子内振動スペクトルは水素原子の速度自己相関関数をフーリエ変換することにより得られる。層間水の伸縮振動スペクトルには、3400cm-1に最大強度を持つ幅の広いピークと3650-3700cm-1周辺のやや鋭いピークにより構成される。前者の幅広いピークはバルク水のような水分子のO-H結合の伸縮振動に帰属され、一方、後者のピークはシロキサン表面に水素結合により配向したO-H結合に帰属される。酸素-酸素間の動径分布関数より水素結合距離を評価したところ、水分子とシロキサン表面の水素結合距離(3.0
以上)は、水分子-水分子間のそれ(2.8)よりも大きいことがわかった。これらの結果は、水分子とシロキサン表面間の相互作用は、水分子を配向させる程度には大きいが、水分子-水分子間と比べると弱いということを示していると考えられる。
中野 博民*; 田辺 剛史*; 内藤 雅将*; 久保田 義喜*; 森田 剛*; 木村 豊秋; 松川 誠; 三浦 友史
Electrical Engineering in Japan, 131(4), p.1 - 10, 2000/04
被引用回数：8 パーセンタイル：48.65(Engineering, Electrical & Electronic)従来より、三相の電流ひずみ率は、単相のひずみ率を用いて表現してきた。平衡三相の場合は各相のひずみ率が等しいため、一相分を代表して三相のひずみ率を表現することができた。しかし、不均衡三相においては各相のひずみ率がそれぞれ異なるため、一相分を代表して三相のひずみ率を定義することが困難であった。そこで、本論文ではこの問題を解決するために、平衡三相ひずみ波交流のみならず、不平衡三相ひずみ波交流においても適用可能な三相一括の新しい電流ひずみ率を提案する。本論文では、まず従来方式の問題点を明らかにし、これを解決するために、二軸複素フーリエ変換級数を用いた新しい定義式を提案する。そして、従来方式と提案方式の比較及び検討を行い、提案方式の有用性を明らかにする。
諫山 明彦; 伊世井 宣明; 石田 真一; 佐藤 正泰; 児玉 武弘*; 岩間 尚文*
JAERI-Research 99-021, 34 Pages, 1999/03
JAERI-Research-99-021.pdf:1.15MB
JT-60Uの電子サイクロトロン放射(ECE)測定装置ではフーリエ変換分光装置(FTS)で絶対較正を行い、他のECE測定装置ではFTSをもとに相対較正している。しかし、ELM付きHモード中には非熱的放射によるパルス状のノイズが干渉信号に入るために、FTSによるバルクプラズマの電子温度測定が困難になり他の測定装置を相対較正できなくなる。ELM付きHモード中でもFTSによる電子温度測定ができるようにするため、今回非熱的放射パルスを除去する処理ソフトを開発した。ソフト作成にあたっては、JT-60Uのショット間に自動的に行えるようにするため、簡略なアルゴリズムを用いるようにした。今回作成した処理ソフトでは、従来から用いられているものに比べて処理時間が10%長くなる程度であり、得られる電子温度は相対較正した回折格子型分光装置の結果と約
5%以内の誤差で一致した。
柳田 謙一; 吉川 博; 水野 明彦; 鈴木 伸介; 掘 利彦*; 伊藤 雄一*; 横溝 英明
Japanese Journal of Applied Physics, 35(10), p.5530 - 5538, 1996/10
被引用回数：3 パーセンタイル：20.76(Physics, Applied)電流トランスは加速器のビーム電流モニタとして、しばしば使用される。電流トランスの出力解析は、通常、インダクタンスを実定数として扱われていた。本論文では複素数の周波数によって変化する関数として扱い、その結果複数のドループ現象や、コアロスによる出力低下現象を説明出来た。出力の低下は、トランスの1次と2次ループの結合度が小さい為に起こる。電流トランス出力の表現は2つあり、それぞれ、周波数領域のものと、時間領域のものである。それらは互いに、フーリエ変換及び逆変換の関係にある。そこでビーム電流をステップ関数とし、電流トランス出力の時間表現を解析的に得た。これは、ステップ関数のビーム電流を測定した場合、その出力を解析することにより、浮遊容量やコアの透磁率等のパラメータが得られることを意味する。
佐藤 滋*; 横川 三津夫; 渡辺 正; 蕪木 英雄
計算工学講演会論文集, 1(1), p.97 - 100, 1996/05
並列ベクトル計算機富士通VPP500上で3次元ナビエ・ストークス方程式をスペクトル法を用いて解くプログラムを開発し、等方性一様乱流の計算を行った。計算の際にはエイリアシングエラーを除くために3/2則を適用し、フーリエモード数256
までの計算を行い、実行時間、スケーラビリティ、並列化効率の評価を行った。計算に使用したプロセッサは16個までで、それぞれ約200
ガバイトの主記憶を持っている。計算の結果、フーリエモード数が小さい時には良いパフォーマンスとスケーラビリティが得られた。
松山 雄次*
JAERI-Data/Code 96-006, 49 Pages, 1996/03
JAERI-Data-Code-96-006.pdf:1.51MB
ベクトル計算機用に最適化された等方乱流数値シミュレーション・コード(trans5)を題材にして、並列計算機Paragon XP/S、ベクトル並列計算機VPP500、および日本原子力研究所で開発されたベクトル並列計算機Monte-4での並列化解析ツール、並列化手法、並列最適化環境について検討した。アーキテクチャの異なるこれらの並列計算機における、高速フーリエ変換の並列最適化の効果についても報告する。
荒 克之; 坂佐井 馨
MAG-96-35, 0, p.185 - 197, 1996/02
生体磁界計測における逆問題は解を一意に定めることが本質的に不能であることを、マックスウェルの電磁界方程式より解き明かし、逆問題を解くためには先験的知識の導入による磁界源モデルをどう定めるかが重要であることを説いた。そこで、逆問題を解くためには、磁界計測系をどのように構成するか、そして質の良いデータをどう選ぶかについて検討するため、磁界源である電流と計測値である磁界とを結びつける空間伝達関数の概念を導入し、その空間周波数特性を求めた。これよりマルチチャンネル磁界計測システムの空間サンプリングの条件をシャノンのサンプリング定理より求め、グラジオメータ(空間微分型マグネトメータ)による空間分解能の向上の理論的根拠を示した。
坂佐井 馨; 岸本 牧; 荒 克之
日本応用磁気学会誌, 18(2), p.613 - 618, 1994/00
ビオサバールの法則のフーリエ変換から、電流/磁界系及び磁化/磁界系における空間伝達関数を導出し、その物理的意味を明らかにした。空間伝達関数は本来3次元のものであるが、見通しを良くするため、y及びzをそれぞれy
及びzと固定し、これらをパラメータとして1次元問題として考え、変数xに対する1次元形式の空間伝達関数を求めた。これらは回路理論でいうbard-pass filterやlow-pass Filterの性格を有していることがわかった。これらの周波数特性を充分に理解することは、マルチチャンネル計測における最適なセンサ配置を決定するうえでの指針となり得るものである。
荒 克之; 坂佐井 馨; 岸本 牧
MAG-93-91, p.37 - 56, 1993/03
生体磁界計測における逆問題は解を一意に定めることが困難な問題である。この事実を、Maxwellの電磁方程式をベースに理論的に明らかとした。つぎに、ビオザバールの法則のフーリエ変換から、生体磁界計測の物理的意味づけを行い、生体内電流とそれが作る生体外部の磁界を結びつける空間伝達関数を導き、その性質を求めた。空間伝達関数のカットオフ周波数から生体磁界計測用マルチチャンネルSQUIDシステムの最適チャンネル数を検討した。また、逆問題の近似計算を行う場合のセンサの最適配置について3次元配列が望ましいことを理論的に検討して確認した。逆問題計算手法の評価のためにベンチマーク問題の作成を提案した。
坂佐井 馨; 荒 克之
MAG-91-159, p.43 - 54, 1991/08
磁界計測における空間分解能について、フーリエ変換法によって逆問題を解く場合について考察した。3次元の問題を1次元の問題として考察したことにより、直観的な理解が可能となった。その結果、信号源推定の空間分解能は、伝達関数や磁界測定値のフーリエ変換の周波数特性等によって、著しく左右されることが分った。これは多チャンネル計測における空間メッシュの最適化の指標となるものである。
)of HENDEL下村 寛昭; 井沢 直樹; 飯塚 隆行; 川路 哲; 国玉 武彦; 林 晴義; 小林 敏明; 加藤 道雄
JAERI-M 85-069, 25 Pages, 1985/06
多目的高温ガス実験炉の開発試験を行うためのヘリウムガスループである大型構造機器実証試験装置(HENDEL)の第1ループに設置されているガスベアリング式高速ヘリウムガス循環機(B)に関する開放検査役び振動測定を同循環機の故障直後の1984年4月と8月に実施した。検査により故障原因が明らかとなり、ベアリングパッド及びジャーナルシャフトの接触及び摩耗が発見された。測定の結果、故障時と正常時の振動特性に明白な相違が認められ、循環機の診断法についての見通しが得られた。この原理に基づく診断システムの概念的構成、システムの主要構成要素の一つであるコンオピュータにおける診断用ソフトウェアの基本的処理過程を紹介した。
