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青木研究室

 青木研究室では、新しい数値計算手法・最新の計算環境を用いて流体現象を中心としてさまざまな物理現象を解明します。

 流体現象には気体と液体が混在するような多相流、衝撃波を含む圧縮性流体、高いレイノルズ数で特徴的な乱流、固体を含むような土砂流、化学反応を含む流れ等、非常にさまざまな流れがあり、自由度の高さと非線形性の強さを感じます。

  これらの現象を解明するために、高精度な数値計算手法である局所補間微分オペレータ(IDO)法を開発してきました。離散化された空間の格子点上で物理量の値と勾配を独立に求めて補間関数を構築する非保存形IDO法は流体−構造連成計算を始め多くの問題で良い成果を上げてきました。最近、格子点上の値と格子点間の積分値から補間関数を構築する保存形IDO法が完成しました。これは高次精度有限差分法と有限体積法の良いところを取ったような計算手法で、欠点が殆ど無く、既存の数値計算手法に対して明らかにアドバンテージがあります。

  複雑な流体現象を解明するには急峻な勾配を含んだプロファイルを解像するために大規模数値シミュレーションが必須であり、スーパーコンピュータを使った大規模並列計算が必要条件と言えます。「目的のためには何でもやる」という精神で、最近は GPU コンピューティングを積極的に進めています。GPUはCPUに対して(条件が揃うと)100倍近く高速に計算できるので、数値シミュレーションの限界が大きく広がり、新しい発見や解明の可能性も飛躍的に高まります。

  大規模な数値計算や複雑な流体現象になればなるほど可視化の重要性が高まります。物理量の値に応じた単純な色づけではなく、実際の現象と同じように光源を置いて反射を考慮した高品位な可視化を行います。リアリスティックな可視化は計算結果の物理的な理解を飛躍的に高めます。

  青木研究室では、

  1. 誰もやっていない研究、誰も成功していない研究
  2. 分かり易い研究
  3. やっていて楽しい研究

を目指します。成功のイメージ(必ずうまく行くという信念)を持って研究することがとても大切です。

 

混沌としたサーバ室: