Pluto Simulation Wiki のバックアップ(No.10)

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  • 1 (2017-05-27 (土) 19:42:21)
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  • 8 (2017-06-29 (木) 17:30:54)
  • 9 (2020-01-25 (土) 00:35:55)
  • 10 (2020-03-04 (水) 18:35:05)

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pluto simulation wiki †

この wiki は pluto をベースとした宇宙流体シミュレーションの解説を行い、分野の裾野を広げることを目的として作られたものです。

注意) 2017年に作成し、2020/3/4に部分修正。今後、改良予定。

マニュアル関係 †

1. ユーザーガイド

• (ダウンロード先) PLUTO/Doc/userguide.pdf

2. コードのマニュアル

• (on line) http://plutocode.ph.unito.it/Doxygen/API-Reference_Guide/index.html を読む。
• (ダウンロード先) PLUTO/Doc/Doxygen/html/index.html

3. テスト問題のマニュアル

• (on line) http://plutocode.ph.unito.it/Doxygen/Test_Problems/index.html
• (ダウンロード先) PLUTO/Test_Problems/Doxygen/html/index.html

4. ソースコードを Doxygen で html 化したもの

• http://www-x.phys.se.tmu.ac.jp/~syamada/pluto/pluto-html/
  • 本家のサイトはソースコードまでは html 化していないので、コードまで含めて html 化したもの。

コード可視化 †

• ビットマイスター社(https://www.bitmeister.jp)による draw.io を用いたコードの可視化の例
  • https://www.bitmeister.jp/works/archives/19
  • 背景補足資料 SYamada_BHworkshop_201708_mod.pdf
  • draw.ioで開く xml ファイル
    • draw.io で xml ファイルを開いたイメージ drawio_pluto.png
    • xml ファイル r-phi-coordinate-rotation0724.xml

インストール方法 †

1. ソースコードの取得

• pluto の web page (pluto) から Download に進む。e-mail アドレスを入れるとダウンロードができる。

2. ユーザーガイドを手元に置く。

• ダウンロードしたファイルを解凍したディレクトリの中に、ユーザーガイドも含まれている。
  • PLUTO/Doc/userguide.pdf

3. pyPLUTO の install

ファイルはダウンロードした場所の、Tools/pyPLUTO にある。その場所に移動し、

python setup.py install 

でインストールする。

基本動作 †

• main.c
  • プログラムのフローを管理

• コンパイルの設定
  • $PLUTO/Config
    • Darwin.gcc.defs : mac 用のコンパイルの設定
    • Darwin.mpicc.defs : mac 用の MPI のコンパイルの設定

簡単な例 †

• ケルビン-ヘルムホルツ不安定性 (pluto の example にあるRMHD)
  • PLUTO/Test_Problems/RMHD/KHのプロット方法の解説ページ
  • サンプル動画 pluto_kh_01_density.gif

• ケルビン-ヘルムホルツ不安定性 (HDで粘性入り。自作例)
  • pluto によるケルビン-ヘルムホルツ不安定性のシミュレーションの例

• Lock exchange (HDで重力入り。自作例)
  • pluto による Lock exchange のシミュレーションの例

• Blast wave の例
  • Test_Problems/HD/Blast/run01 の改良版の解説ページ
  • 計算結果の動画 pluto_blast_anyinit_density.gif
  • 使い方の簡単な解説資料 simulation_paln_20170618.pdf

応用例 †

• Cyg X-1 の星風シミュレーション
  • 参考動画 pluto_cygx1_density.gif

流体シミュレーションの基礎 †

流体計算の基礎 †

• https://www.amazon.co.jp/流体力学の数値計算法-藤井-孝蔵/dp/413062802X
  • 流体力学の数値計算法 単行本 – 1994/4 藤井 孝蔵
  • 特に６章は現在使われているMHDスキームの基礎が書かれているので役にたつ

流体シミュレーション †

相対論的流体シミュレーション †

• 水田氏の解説資料
  • Mizuta_lecture1_euc_v2.pdf
  • Mizuta_lecture2_euc_v4.pdf
  • Mizuta_lecture3_euc_v1.pdf

磁気流体シミュレーション †

• http://www.astro.phys.s.chiba-u.ac.jp/cans/doc/riemann.html
  • 磁気流体力学方程式に対する近似リーマン解法 三好隆博（広島大学）、簑島敬（海洋開発研究機構）、松本洋介（千葉大学）
  • cans+のドキュメント。よく使われている「近似リーマン解放」と「高次精度化」を抑えておくと良い。

• http://www.icehap.chiba-u.jp/activity/SS2016/textbook.html
  • サマースクールの資料は講義用のファイル。見ればわかるかといわれると難しい。。
  • ただ、110ページ目以降にあるフローチャートを見て、計算の順番を見れば、あとはパーツパーツで何をしているかはその前のページを見てもらえばわかる（かも）しれません。

描画ツール †

matplotlib †

• http://matplotlib.org MATLABの python 版。無料。
• 2次元の描画はこれが一番簡単
• インストール方法
  • 一番の定番 anaconda https://store.continuum.io/cshop/anaconda/

Visit †

• https://wci.llnl.gov/simulation/computer-codes/visit/
• 3次元の描画ツールの定番。内部的にはVTK(http://www.vtk.org) を使用。
• 自分で３次元データをプロットする場合には、フォーマットが細かいのでそこが難。

mayavi †

• http://www.turbare.net/transl/scipy-lecture-notes/packages/3d_plotting/index.html
• 3次元の描画ツールの python ラッパー。これも内部的にはVTK(http://www.vtk.org) を使用。
• numpy の 3D array で、特にヘッダー情報なしでプロットできるので、自作データのプロットは楽。

この wiki について †

• 管理者
  • 首都大学東京(==>立教大学) 山田真也