Annual Report of the Earth Simulator Center, April 2007 - March 2008 (ISSN 1348-5822)

Contents

Outline of the Earth Simulator Project
Earth Simulator Research Projects
- Chapter 1 Earth Science
- Chapter 2 Computer Science
- Chapter 3 Epoch-Making Simulation
- Chapter 4 Research Revolution 2002 : Research Project for Sustainable Coexistence of Human, Nature, and the Earth
- Chapter 5 Visualization
- Chapter 6 Collaboration Projects
  - International Collaboration Projects
  - Domestic Collaboration Projects

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Earth Simulator Center,
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology

3173-25 Showa-machi, Kanazawa-ku, Yokohama, 236-0001 JAPAN
Tel: +81-45-778-5861 Fax: +81-45-778-5491

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First edition: December 1, 2008

© Earth Simulator Center

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Outline of the Earth Simulator Project

Mission and Basic Principles of the Earth Simulator
Managing System for the Earth Simulator Project
Earth Simulator Research Project
International Collaboration Projects
Domestic Collaboration Projects
System Configuration of the Earth Simulator
History and Event Calendar

Earth Simulator Research Projects

Chapter 1Earth Science

Atmospheric Composition Change and its Climate Effect Studied by Chemical Transport Models: Hajime Akimoto Frontier Research Center for Global Change, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
全球・地域スケール化学輸送モデルによる大気組成変動とその気候影響の研究: 海洋研究開発機構地球環境フロンティア研究センター秋元肇

Understanding and Forecasting High-Impact Phenomena in the Atmosphere and Ocean: Wataru Ohfuchi Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
大気・海洋顕著現象の理解と予測: 海洋研究開発機構地球シミュレータセンター大淵済

Multi-Scale Weather/ Climate Simulations with Multi-Scale Simulator for the Geoenvironment (MSSG) on the Earth Simulator: Keiko Takahashi Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
地球シミュレータ用非静力学大気海洋結合モデル (Multi-Scale Simulator for the Geoenvironment: MSSG) の開発: 海洋研究開発機構地球シミュレータセンター高橋桂子

Process Studies and Seasonal Prediction Experiment Using Coupled General Circulation Model: Toshio Yamagata Frontier Research Center for Global Change, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
気候・海洋変動のメカニズムの解明およびその予測可能性の研究: 海洋研究開発機構地球環境フロンティア研究センター山形俊男

Development of a High-Resolution Coupled Atmosphere-Ocean-Land General Circulation Model for Climate System Studies: Tatsushi Tokioka Frontier Research Center for Global Change, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
気候システム研究のための高精度大気・海洋・陸面結合大循環モデルの開発: 海洋研究開発機構地球環境フロンティア研究センター時岡達志

Simulations of Atmospheric General Circulations of Earth-like Planets by AFES: Yoshi-Yuki Hayashi Department of Earth and Planetary Sciences, Kobe University
AFESを用いた地球型惑星の大気大循環シミュレーション: 神戸大学大学院理学研究科林祥介

Study on the Diagnostics and Projection of Ecosystem Change Associated with Global Change: Eitaro Wada Frontier Research Center for Global Change, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
地球環境変化に伴う生態系変動の診断と予測に関する研究: 海洋研究開発機構地球環境フロンティア研究センター和田英太郎

Application of Ocean and Coupled Data Assimilation Systems to Scientific and Societal Benefits: Nozomi Sugiura Frontier Research Center for Global Change, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
海洋および結合データ同化システムの科学的・社会的課題解決への適用: 海洋研究開発機構地球環境フロンティア研究センター杉浦望実

Large-scale CFD Simulation of Heat Island Phenomenon and Countermeasures in Tokyo: Yasunobu Ashie Environmental Research Group, Building Research Institute
東京におけるヒートアイランド現象とその対策に関する大規模CFD解析: 建築研究所環境研究グループ足永靖信

Global Elastic Response Simulation: Seiji Tsuboii Institute for Research on Earth Evolution, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
全地球弾性応答シミュレーション: 海洋研究開発機構地球内部変動研究センター坪井誠司

Simulation Study on the Generation and Distortion Process of the Geomagnetic Field in Earth-like Conditions: Yozo Hamano Institute for Research on Earth Evolution, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
実地球環境での地球磁場・変動シミュレーション: 海洋研究開発機構地球内部変動研究センター浜野洋三

Numerical Simulation of the Thermal Convection and Subduction Process in the Mantle: Yoshio Fukao Institute for Research on Earth Evolution, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
マントル対流と沈み込み過程の数値シミュレーション: 海洋研究開発機構地球内部変動研究センター深尾良夫

Development of a Predictive Simulation System for Crustal Activities in and around Japan - V: Mitsuhiro Matsu'ura Graduate School of Science, The University of Tokyo
日本列島域の地殻活動予測シミュレーション・システムの開発-V: 東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻松浦充宏

Three Dimensional Simulations of Tsunami Generation and Propagation: Takashi Furumura Earthquake Research Institute, The University of Tokyo
津波生成と伝播の3次元数値シミュレーション: 東京大学地震研究所古村孝志

Simulation of Earthquake Generation Process in a Complex System of Faults: 2007: Kazuro Hirahara Graduate School of Science, Kyoto University
複雑断層系の地震発生過程シミュレーション ; 2007: 京都大学大学院理学研究科平原和朗

Development of Advanced Simulation Methods for Solid Earth Simulations: Akira Kageyama Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
先端的固体地球科学シミュレーションコードの開発: 海洋研究開発機構地球シミュレータセンター陰山聡

Numerical Simulations of Spreading Umbrella Clouds in Explosive Volcanic Eruptions: Takehiro Koyaguchi Earthquake Research Institute, University of Tokyo
爆発的火山噴火における傘型噴煙拡大の数値シミュレーション: 東京大学地震研究所小屋口剛博

Chapter 2Computer Science

Development of Macro-Micro Interlocked Simulation Algorithm: Kanya Kusano Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
連結階層シミュレーションアルゴリズムの開発: 海洋研究開発機構地球シミュレータセンター草野完也

Development of General Purpose Numerical Software Infrastructure for Large Scale Scientific Computing: Akira Nishida Institute of Science and Technology, Chuo University
大規模科学計算向け汎用数値ソフトウェア基盤の開発: 中央大学理工学研究所西田晃

Chapter 3 Epoch-Making Simulation

Numerical Simulation of Rocket Engine Internal Flows: Nobuyuki Tsuboi JAXA's Engineering Digital Innovation Center, Japan Aerospace Exploration Agency
ロケットエンジン内部流れのシミュレーション: 宇宙航空研究開発機構情報・計算工学センター坪井伸幸

Large Scale Simulations for Carbon Nanotubes: Kazuo Minami Research Organization for Information Science & Technology
カーボンナノチューブの特性に関する大規模シミュレーション: 高度情報科学技術研究機構南一生

A Seismic Response Analysis of the BWR Pressure Vessel Model using the Next-generation Computational Solid Mechanics Simulator: Ryuji Shioya Faculty of Engineering, Kyushu University
次世代計算固体力学シミュレータを用いたBWR原子炉圧力容器の地震応答解析: 九州大学大学院工学研究院塩谷隆二

Large-scale Simulation for a Terahertz Resonance Superconductor Device: Masashi Tachiki Research Organization for Information Science and Technology
テラヘルツ発振超伝導素子に関する大規模シミュレーション: 高度情報科学技術研究機構立木昌

Particle Modeling for Complex Multi-Phase System with Internal Structures using DEM: Hide Sakaguchi Institute for Research on Earth Evolution, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
DEMによる内部構造を持つ複雑多相系の粒子モデル: 海洋研究開発機構地球内部変動研究センター阪口秀

Cosmic Structure Formation and Dynamics: Cosmological N-body Simulations of Galaxy Formation and Magnetohydrodynamic Simulations of Solar Atmosphere: Ryoji Matsumoto Department of Physics, Graduate School of Science, Chiba University
宇宙の構造形成とダイナミックス : 銀河形成のN体シミュレーションと太陽大気の磁気流体シミュレーション: 千葉大学大学院理学研究科松元亮治

Direct Numerical Simulations of Fundamental Turbulent Flows with the World's Largest Number of Grid-points and Application to Modeling of Engineering Turbulent Flows: Yukio Kaneda Graduate School of Engineering, Nagoya University
乱流の世界最大規模直接計算とモデリングによる応用計算: 名古屋大学大学院工学研究科金田行雄

Accelerating the Research in Drug Delivery System; A Challenge of the Earth Simulator to Medical Innovation: Atsushi Miyauchi Research Organization for Information Science and Technology
地球シミュレータを利用したドラッグデリバリシステムの研究 : 革新的医療への挑戦: 高度情報科学技術研究機構宮内敦

Nano-Simulation of Electrode Reactions in Fuel Cells: Tamio Ikeshoji National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
燃料電池の電極反応ナノシミュレーション: 産業技術総合研究所池庄司民夫

Turbulent Transport Reduction in Fusion Plasma - Confirmation of an Optimization Scenario by Five-Dimensional Simulations: Tomo-Hiko Watanabe National Institute for Fusion Science, National Institutes of Natural Sciences
核融合プラズマの乱流輸送低減-5次元シミュレーションによる最適化シナリオの検証: 自然科学研究機構核融合科学研究所渡邉智彦

Revolutionary Simulation Software for the 21st Century: Chisachi Kato Collaborative Research Center of Frontier Simulation Software for Industrial Science Institute of Industrial Science (IIS), the University of Tokyo
革新的シミュレーションソフトウェアの研究開発: 東京大学生産技術研究所計算科学技術連携研究センター加藤千幸

Large-Scale Simulations on Thermal-Hydraulics in Fuel Bundles of Advanced Nuclear Reactors: Kazuyuki Takase Japan Atomic Energy Agency
将来型炉用燃料集合体内の熱流動に関する大規模シミュレーション: 日本原子力研究開発機構高瀬和之

Ultra-Large Scale Simulations for Superconductor M_gB₂ Device toward Nuclear Application and Fundamental Issues in Nano-structured Superconductors: Masahiko Machida CCSE, Japan Atomic Energy Agency
M_gB₂超伝導体における中性子捕獲後の非平衡ダイナミクスと原子気体ハバードモデルでのスピン偏局効果: 日本原子力研究開発機構システム計算センター町田昌彦

First-principles Calculation on Binding Energy of an Interstitial Hydrogen Atom around a Screw Dislocation in BCC Iron: Hideo Kaburaki Japan Atomic Energy Agency
第一原理計算によるBCC鉄中らせん転移と格子間水素原子の結合エネルギーの計算: 日本原子力研究開発機構蕪木英雄

First-Principles Molecular Dynamics Simulation of Oxide Layer for SiC Devices: Atsumi Miyashita Japan Atomic Energy Agency
SiCデバイス酸化膜の第一原理分子動力学シミュレーション: 日本原子力研究開発機構宮下敦巳

A Large-scale Batch-learning Self-organizing Map for Function Prediction of Poorly-characterized Proteins Progressively Accumulating in Sequence Databases: Toshimichi Ikemura Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
データベースに蓄積の著しい機能未知のタンパク質類の機能推定のための一括学習型の自己組織化マップ法: 長浜バイオ大学バイオサイエンス学部池村淑道

Analysis of the Function of a Large-scale Supra-biomolecule System by Molecular Dynamics Simulation System, SCUBA (Simulation Codes for hUge Biomolecular Assembly): Atsushi Matsumoto Japan Atomic Energy Agency
分子動力学シミュレーションシステムSCUBA（Simulation Codes of hUge Biomolecular Assembly）を用いた大規模生体超分子系の機能解析: 日本原子力研究開発機構松本淳

Simulation of Damage of a Wide Coastal Area due to the Huge Tsunami: Shigeo Takahashi Tsunami Research Center, Port and Airport Research Institute
巨大津波による広域沿岸被害シミュレーション: 港湾空港技術研究所津波防災研究センター高橋重雄

Massive Economics Data Analysis by Econophysics Methods - The case of companies' network structure: Misako Takayasu Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology
高頻度経済データの経済物理解析析: 東京工業大学大学院総合理工学研究科高安美佐子

Large Eddy Simulation and Proper Orthogonal Decomposition of the Flow in Annular Channels: Hisashi Ninokata Nuclear Engineering Department, Graduate School of Engineering and Science, Tokyo Institute of Technology
LESによる二重円環流路内の乱流計算とPODによる分析: 東京工業大学大学院理工学研究科原子核工学専攻二ノ方寿

Numerical Investigation of Effect of Energy Injection to Cloud and Rainfall: Masahiro Mori Japan Aerospace Exploration Agency
エネルギー注入による雲・降雨の数値シミュレーション: 宇宙航空研究開発機構総合技術研究本部森雅裕

Numerical Prediction of Turbulent Combustion Flows for 1700°C Class Gas Turbine Combustor: Nobuyuki Oshima Division of Mechanical and Space Engineering, Hokkaido University
Numerical Prediction of Turbulent Combustion Flows for 1700°C Class Gas Turbine Combustor: 北海道大学大学院工学研究科機械宇宙工学専攻大島伸行

Large Scale MD Simulations of Proteins on the Earth Simulator: Quaternary Structural Changes of Hemoglobin: Minoru Saito Graduate School of Science and Technology, Hirosaki University
地球シミュレータによる蛋白質の大規模シミュレーション : ヘモグロビンの高次構造変化: 弘前大学大学院理工学研究科斎藤稔

Chapter 4 Visualization

Data Visualization Study at Earth Simulator Center: Akira Kageyama Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
地球シミュレータセンターにおけるデータ可視化の研究: 海洋研究開発機構地球シミュレータセンター陰山聡

Chapter 5 Collaboration Projects

International Collaboration Projects

UK-Japan Climate Collaboration MOU Project: NCAS-Climate, Walker Institute for Climate Research, University of Reading, U.K.; Met Office Hadley Centre, U.K.; Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Development of GUI-based Camera Path Editor for YYView YYView用カメラパス設定ツールの開発: Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology; Computational Visualization Center, The University of Texas at Austin

Activities between CNRS and ESC under MOU: National Center for Science Research (CNRS); Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Impact of Small-scale Structures on Two Energetic Dynamical Oceanic Regimes: Laboratoire de Physique des Océans, IFREMER, France; Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Collaborative Analysis of Large-Scale Simulation Data on Solid Earth Sciences ミネソタ大学とのMOU共同研究：固体地球シミュレーションに関する大規模データの解析: Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology; Department of Geology and Geophysics and Minnesota Supercomputing Institute, University of Minnesota

Domestic Collaboration Projects

Large-Scale Simulation of the Dynamic Behavior of Rein-Forced Concrete Buildings: Frontier Research Center, Graduate School of Engineering, Osaka University; Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology

鉄筋コンクリート造による高層建物の大規模3次元有限要素解析: 大阪大学フロンティア研究センター; 海洋研究開発機構地球シミュレータセンター

Large-eddy Simulation of Wind for Numerical Site Calibration Technology Phase I : Basic Study of Numerical Simulation on Complex Terrain: The University of Tokyo; Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology

風力発電機性能評価のためのLES数値サイトキャリブレーション技術 フェーズ1：複雑地形における数値サイトキャリブレーションの基礎検討: 東京大学; 海洋研究開発機構地球シミュレータセンター