計算物理学特別講義III (集中) 千葉大学

当日の資料

• はじめに
• 星形成概論
• 星間物質・分子雲
• 原始星・円盤・アウトフロー
• 多重星・星団形成
• 惑星形成
• 自己重力MHD
• AMR
• SFUMATO
• CFD・MHD・自己重力の教科書
• SFUMATO のコード： （非公開のためMoodleでお伝えします）
• SFUMATO 対応の可視化 Python ライブラリ： （非公開のためMoodleでお伝えします）
• SFUMATO 対応の可視化 Python サンプルコード： （非公開のためMoodleでお伝えします）

事前準備

計算物理学特別講義III (集中)は、2日間にわたり行われます。 2日目の後半は演習も行い、AMRコードを触ってみます。 実習に参加したい方は、事前に以下の準備しておいてください。 実習は面倒なのでパス・見学でもOKです。

シミュレーションを実行する環境です。 Windows でも Mac の環境でも良いですし、VMware やVirtualBox 等の仮想マシンで Linux を使っても良いですし、端末から他のサーバへログインしても良いです。 研究室のサーバにログインするのが一番楽かもしれません。

コードをコンパイルし、実行するには以下のソフトウェアが必要です。

• Fortanコンパイラ
• MPI
• make
• Perl

Fortranをはじめとする Intel のコンパイラが無料になりました。その名も Intel® oneAPI Toolkits です。FortranコンパイラとMPIが含まれています。 Free Intel® Software Development Tools（公式サイト）から以下の２つのパッケージをインストールします。

• Base Kit
• HPC Kit

Intel Fortran ではなく、Gnu Fortran でもコンパイルできます。Gnu Fortran には MPIは付いてこないので MPICHを別途インストールします。

コードをmakeしたり、実行したりする環境が必要です。

• Windows ： WSL
• Mac ： Xcode から Command Line Tools をインストール
• Linux ： 標準で付属。

可視化には Matplotlib を使うことを想定しています。以下のソフトウェアとパッケージが必要です。

• Python ver3以降
• Numpy
• Matplotlib

Anacondaでまとめてインストールしてしまうのが楽かもしれません。

3次元の可視化には ParaView を使います。 公式サイトからダウンロードしましょう。 講義ではここまで進みません。

テスト

正しく準備ができたかどか、テストしましょう。

以下のリンクからファイルをダウンロードしてください。 ブラウザによっては、右クリックでダウンロードをする必要があるかもしれません。

• mpicheck.f90

コンパイル

Intel® oneAPI ToolkitsでMPIをまとめてインストールした場合には以下のコマンドです。

$ mpiifort mpicheck.f90

MPICH を別でインストールした場合には以下のコマンドかもしれません。

$ mpifort mpicheck.f90

テストを実行

以下のコマンドを実行してください。3並列で実行します。

$ mpirun -n 3 ./a.out

以下のような表示されれば成功です。

 my rank =            2
 my rank =            1
 my rank =            0
 number of cores           3

以下のファイルをダウンロードしてください。

• pltcheck.py

これを実行して以下のような図が表示されれば成功です。