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論文

Iterative methods with mixed-precision preconditioning for ill-conditioned linear systems in multiphase CFD simulations

伊奈 拓也*; 井戸村 泰宏; 今村 俊幸*; 山下 晋; 小野寺 直幸

Proceedings of 12th Workshop on Latest Advances in Scalable Algorithms for Large-Scale Systems ScalA21) (Internet), 8 Pages, 2021/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:51.94

多相熱流動解析コードJUPITERにおける前処理付き共役勾配法(P-CG)ソルバおよびマルチグリッド前処理付き共役勾配法(MGCG)ソルバに対して反復改良(IR)法に基づく新しい混合精度前処理を開発した。このIR前処理では全てのデータを半精度で格納してメモリアクセスを削減するが、全ての演算処理を単精度で行う。このハイブリッド半精度/単精度実装は単精度処理と同様の収束特性を維持しつつ、計算性能は半精度処理に近くなる。開発ソルバを富岳(A64FX)で最適化し、JUPITERの悪条件行列に適用した。新しいIR前処理を用いたP-CGソルバとMGCGソルバは8,000ノードまで良好な強スケーリングを示し、8,000ノードにおいて、これらのソルバはOakforest-PACS(KNL)における従来ソルバに比べてそれぞれ4.86倍および2.39倍に高速化された。

論文

Nanoscale relaxation in "Water-in-Salt" and "Water-in-Bisalt" electrolytes

Gonzal$'e$z, M. A.*; Borodin, O.*; 古府 麻衣子; 柴田 薫; 山田 武*; 山室 修*; Xu, K.*; Price, D. L.*; Saboungi, M.-L.*

Journal of Physical Chemistry Letters (Internet), 11(17), p.7279 - 7284, 2020/09

 被引用回数:13 パーセンタイル:78.18(Chemistry, Physical)

"Water-in-salt" (WIS) and "water-in-bisalt" (WIBS) electrolytes have recently been developed for Li-ion batteries. We report Quasielastic Neutron Scattering (QENS) measurements on solutions of a WIS electrolyte at two concentrations, and a WIBS electrolyte at one concentration. The data were Fourier transformed to obtain experimental intermediate scattering functions (ISFs) and compared with corresponding quantities obtained from Molecular Dynamics (MD) simulations. Both QENS and MD ISFs could be fitted well by a single stretched exponential function to obtain apparent translational diffusion coefficients for the water molecules. The QENS values agree well with the MD simulations for the solutions of a WIS electrolyte at two concentrations, but MD simulations predict a slower relaxation of water compared to QENS for the WIBS electrolyte. Comparison of the incoherent and coherent scattering reveals much faster water dynamics compared with structural relaxation of the ionic framework.

論文

Reconstruction of residents' thyroid equivalent doses from internal radionuclides after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station accident

大葉 隆*; 石川 徹夫*; 永井 晴康; 床次 眞司*; 長谷川 有史*; 鈴木 元*

Scientific Reports (Internet), 10(1), p.3639_1 - 3639_11, 2020/02

 被引用回数:17 パーセンタイル:84.21(Multidisciplinary Sciences)

福島第一原子力発電所事故による住民の内部被ばく線量の再評価を行った。福島県民健康調査による896パターンの行動記録を解析し、大気拡散シミュレーションにより構築した放射性物質の時空間分布データベースを用いて、吸引による甲状腺線量を評価した。屋内退避による除染係数等の効果を考慮した結果、推定した甲状腺線量は測定に基づき評価した線量に近い値となった。1歳児の甲状腺線量の平均値と95パーセンタイル値は、それぞれ1.2から15mSv、7.5から30mSvの範囲であった。

論文

Delayed gamma-ray spectroscopy, 2; Design study of moderator for a practical system

Rossi, F.; Rodriguez, D.; 高橋 時音; 瀬谷 道夫; 小泉 光生

日本核物質管理学会第39回年次大会論文集(CD-ROM), 3 Pages, 2018/11

この発表では、再処理施設の溶解溶液等の高放射性核物質サンプルの核分裂性核種比の検認に適用される、遅発ガンマ線分光非破壊分析システムの減速体(反射体)のコンパクト性を追求する設計研究について報告する。我々は、最初に小型中性子源としてDT及びDD中性子源を使った場合の有利、不利を調べた。この結果、DD中性子源がコンパクトで実用的なNDAシステムが達成できることが示された。ここではMCNPシミュレーションにより実施した、DD中性子源を使う予備的な最適化設計を報告する。

論文

Simulation study of radial dose due to the irradiation of a swift heavy ion aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy; The Effect of emission angles of secondary electrons

森林 健悟

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part B), p.592 - 595, 2015/12

Aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy and to study cluster DNA damage, we have been developing a simulation model for radial dose due to the irradiation of a heavy ion. Now, two types of radial dose distributions have been available in the treatment planning system for heavy particle cancer therapy. However, these distributions had been developed without the detailed examinations of physical phenomena that occur near the trajectory of an incident ion, though this region is important to estimate the cell survival. The progress of computers allows us to execute such detailed examinations through simulations and to obtain radial dose closer to reality. We compare radial dose distribution obtained from our simulations with the conventional distributions and we suggest which conventional ones should be selected according to incident ion energies. Our simulation model, which has become possible in this century, is the only way to examine physical phenomena that occurs near the trajectory of an incident ion now as far as we know.

論文

Role of van der Waals corrections in first principles simulations of alkali metal ions in aqueous solutions

池田 隆司; Boero, M.*

Journal of Chemical Physics, 143(19), p.194510_1 - 194510_7, 2015/11

 被引用回数:26 パーセンタイル:74.99(Chemistry, Physical)

最局在ワニエ関数を基にした第一原理ベースのファンデルワールス補正を実装しアルカリ金属イオン水溶液における性能と信頼性を調べた。よく使われているrevPBE GGA汎関数と組み合わせると水分子の構造と動的性質のどちらにも無視できない影響があり、特にアルカリイオンの水和殻に対して顕著な影響があることがわかった。これらの影響はより強い構造形成イオンおよび構造破壊イオンにおいてより明瞭であった。さらに、水分子の拡散係数と再配向相間時間が系統的な変化を示し、長距離分散補正を無視した場合よりも実験結果をよく再現することがわかった。

論文

Electrochemical and spectroelectrochemical properties of neptunium(VI) ions in nitric acid solution

Kim, S.-Y.; 朝倉 俊英; 森田 泰治; 内山 軍蔵*; 池田 泰久*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 262(2), p.311 - 315, 2004/11

 被引用回数:11 パーセンタイル:58.63(Chemistry, Analytical)

ネプツニウムの電気化学反応について、サイクリックボルタンメトリー法,光透過性薄層電極法を用いた測定等により、3M硝酸において研究した。Np(VI)-Np(V)間の酸化還元反応において、酸化還元電位は硝酸濃度の増加とともに減少し、NpO$$_{2}$$$$^{2+}$$はNpO$$^{2+}$$に電子還元され、NpO$$_{2}$$$$^{2+}$$/NpO$$^{2+}$$が準可逆であることを示した。Np(VI)の酸化還元領域を把握し、分光電気化学測定した。電位が+1.05$$sim$$+0.65Vの範囲では1224nm付近(NpO$$_{2}$$$$^{2+}$$)の吸収の減少、及び980, 1094nm付近(NpO$$^{2+}$$)に吸収の出現が確認された。電位を変化させた際の、吸収スペクトルの測定により、NpO$$_{2}$$$$^{2+}$$の還元後に存在する化学種は1種類であることを明らかにした。

論文

Creation of new McStas components of moderators of JSNS for developing new pulse spectrometer

田村 格良; 相澤 一也; 原田 正英; 柴田 薫; 前川 藤夫; 曽山 和彦; 新井 正敏

Proceedings of ICANS-XVI, Volume 1, p.529 - 539, 2003/07

大強度陽子加速器計画における物質・生命科学実験施設に設置されるパルス中性子分光器の設計のため、McStasを用いたシミュレーションのコンポーネントの作成を行った。物質・生命実験施設には3種類のモデレーターが設置される。大強度用には「結合型水素モデレーター」が使用され、高分解用には「非結合型水素モデレーター」と「非結合型ポイゾンド水素モデレーター」が使用される。モデレーターから発生する中性子は分光器の性能に大きく影響を与えるので、モンテカルロ・シミュレーションにおいては線源の正確な記述が重要になる。McStasは正確な記述が可能である。NMTC/JAERI97とMCNP4aを使用して得られたモデレーターの強度のエネルギー分布,時間分布を表現する関数を作成して変数の決定を行った。本稿では「結合型水素モデレーター」を見るport16のコンポーネント作成と「非結合型水素モデレーター」を見るport11のコンポーネント作成の報告を行う。

論文

ACE-3D code analyses of multi-dimensional boiling flow in horizontal PCCS water pool

大貫 晃; 中村 秀夫; 安濃田 良成; 小幡 宏幸*; 最首 貞典*

Proceedings of 9th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-9) (CD-ROM), 10 Pages, 2001/00

BWRの静的格納容器冷却系(PCCS)として横型熱交換器を用いることが検討されている。横型PCCSの除熱性能を規定するものの一つに2次側水プール内での熱伝達特性がある。熱流束の高い領域では沸騰と凝縮が混在し、二相自然循環による流量の増加や流れの変動による熱伝達の増大が想定できる反面、伝熱管のある領域が蒸気のみで覆われ、熱流束が低下する蒸気ブランケット効果の懸念もある。本報では、多次元二流体モデルコードACE-3Dにより2次側水プール内の熱流動特性を評価した。解析の結果、定常的に蒸気で覆われる領域はなく、核沸騰の効果や局所流量の増加により熱伝達は増大することがわかった。

論文

Experimental and numerical studies on heat transfer and fluid flow characteristics in a vacuum vessel of fusion reactor after the loss-of-vacuum-events occurred

高瀬 和之; 功刀 資彰; 関 泰

Proc. of Int. Topical Meetig on Advanced Reactors Safety, 2, p.1268 - 1275, 1997/00

国際熱核融合実験炉(ITER)のトカマク型真空容器をスケールモデルで模擬した予備実験装置を使って、核融合炉の真空境界破断事象(LOVA)時における伝熱流動特性を定量的に調べた。実験では作動流体に空気とヘリウムガスを用い、真空容器内部を最高200$$^{circ}$$Cに加熱下条件で模擬破断口を開口して真空容器内の置換量及び温度分布の変化を測定した。この結果をもとに、LOVA時の真空容器内の置換流挙動を明らかにした。また、LOVA発生後の真空容器内の温度分布を数値解析的に評価した。解析結果は実験結果を比較的よく予測できたが、LOVA発生直後の過渡領域における数値予測は困難であった。今後は過渡時の置換流挙動を予測できる数値モデルを検討する。

論文

Some laboratory simulations on phenomena in the ionosphere and the interplanetary space

河島 信樹

Proceedings 6th Intern.Symp. on Space Tech. and Sci., p.719 - 728, 1966/00

抄録なし

口頭

Hypothetical scenarios resulting in radioactive material dispersion from Zaporizhzhia NPP (ZNPP) using four different weather patterns

El-Asaad, H.; Chirayath, S.*; Hecker, S.*; Fuhrmann, M.*

no journal, , 

Evaluating the consequences of nuclear security threats - like the intentional sabotage of a nuclear power plant - is the main focus of this research. This study utilizes the simulations of radioactive material release and dispersion due to potential sabotage events or nuclear accidents using state-of-the-art computer code called WSPEEDI-DB developed by the JAEA. This study runs a "what-if" scenario by conducting a preliminary evaluation on the consequences due to a potential sabotage event at the ZNPP by performing simulations of radioactive material release. Plume patterns from simulations made for four selected days for the potential sabotage event were the days selected corresponding to the two seasonal solstices and two equinoxes. The release period for all the simulations was 48 hours. The radiation dose rates on the ground due to the plume dispersion and deposition ranged from 1 to 1000 micro-Gray per hour. The highly radioactive plumes would likely cause public panic, health risks, and mass evacuations in the affected countries.

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