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画面に太陽が現れた！

Tecplot を使って大学院生が太陽の様々な現象を研究。

Tecplot 360 なら、シミュレーション結果をもとにこうしたアニメーションをわずかな手間で作成できます。

ハワイと言えばマウイ島の美しい自然を思い起こしますが、ハワイ大学の天文学研究所（IfA）では、学生たちが太陽の物理学的複雑性の研究に取り組んでいます。この種の研究では取り扱う数値データが非常に巨大なサイズにのぼるため、こうした現象を理解したり分析するためには、最先端の可視化ツールの助けを借りなければ何もできないと言っても過言ではありません。イリヤ・ルセヴ教授は、IfA の夏季クラスで実施するカリキュラムを検討するにあたって、学生の理解に重要な役割を果たす鍵は、高度な可視化にあるだろうと考えました。ただし、学生に CFD 可視化ツールの操作を教えるのに割ける時間はごく限られたものでした。

このジレンマはあっさり解決しました。ルセヴ教授は既に6年前から、Tecplot ソフトウェアを使って太陽物理学に関する CFD 計算の可視化法を大学院生に教えており、Tecplot のフレキシビリティと使いやすさを充分に理解していました。彼の同僚も、Tecplot 360 が GUI ベースでユーザーフレンドリーなインターフェースをもつことから最良のツールであると支持してくれました。最終的に、Tecplot on Campus プログラムの導入が決定しました。

ハワイ大学・天文学研究所（IfA）イリヤ・ルセヴ教授の夏季クラスで太陽爆発のシミュレーションに Tecplot を活用する大学院生の様子。アメリカやヨーロッパの大学から太陽の物理学的複雑性を学びに IfA に集まっている宇宙科学専攻の大学院生がほとんどです。

「すでに解明されている太陽現象をインパクトのある三次元画像やアニメーションで表現できるのはもちろんですが、シミュレーション結果を厳密に分析するのにも Tecplot 360 は卓越したツールであることが分かりました。」とルセヴ教授は語ります。「授業のゴールに掲げた目標は次の２点でした。Tecplot 360 の簡単な使い方を教えること、そして、この可視化ソフトウェアを通じて太陽現象の魅力を学生に分かってもらうことです。」

具体的な研究課題は、太陽の爆発現象、すなわち、コロナ質量放出（coronal mass ejections）の調査です。太陽コロナを起源とするこの巨大な爆発は、太陽風を伝って地球まで到達し、大気と相互作用を起こします。通信衛星や電力といった地球上のあらゆる活動に障害を引き起こし得るのです。この現象を解明し、起こり得る影響をより深く理解できれば、ビジネスや社会の利益に大きく貢献することができます。

参加した学生は、まず最初に、ミシガン大学で開発された CFD コードを使用して、この現象のシミュレーション計算をはじめます。これによって出力されるファイルは 1GB にも及ぶ巨大なものです。学生たちはこの巨大なデータセットを用いて、太陽爆発の複雑な現象を可視化し、アニメーションを作成し、そして最終的には、理解を獲得しなければなりません。

学生は 3D CFD シミュレーションのスナップショットを与えられ、Tecplot 360 を用いて多くの課題を解いていきます。「この目的は、データセットにある各変数セットからどのようにして変数を設定するか、設定した変数をどのようにしてプロットするか、等値面をどのように抽出するか、ストリームトレース（流線）をどのように描画するか、そして、平面をどのように抽出するかを学生に習得してもらうことでした。」とルセヴ教授は語ります。

図１：ミシガン大学開発の CFD コードを使用して作成された太陽爆発のシミュレーション可視化画像。巨大なデータセットを使用して、学生は太陽爆発の複雑な現象の可視化とアニメーション作成、そして最終的には、理解を獲得します。

学生グループはいずれも 2時間半足らずで Tecplot を使いこなせるようになりました。スケジュールに時間的余裕はありませんでしたが、学生の理解が進展したことにルセヴ教授は満足しました。「彼らは皆、大変熱心に研究に取り組んでくれました。それは、Tecplot が初心者でも使えるほどに直感的なツールだったからです。彼らは皆、時間内にすべての課題を終えることができ、その結果を大変喜んでくれました。」

シミュレーションの実行結果を可視化してみると非常に強力な磁場を含んだバブルが表示されます。太陽爆発の中にこれほど簡単に磁場を可視化することができて、学生たちは目を輝かせていたとルセヴ教授は語ります。

ルセヴ教授は、同じ講義をデンマークでも開催する予定です。可視化ツールの選択についてどうだったかと伺ったところ、次のような回答をいただきました。「Tecplot は、学校のカリキュラムにまさにぴったりの選択です。我々の研究室で最適な可視化ツールは Tecplot を措いて他に考えることはできません。」

Tecplot on Campus プログラムは、すべての学生たちにデータ可視化と CFD 解析の最新ツールを提供することを通じて科学技術研究における技術革新の促進を目指します。このプログラムでは、買い取りまたは年間のシングルライセンスから、包括的なサイトパートナーライセンス契約まで、各種ライセンスオプションにおいて、すべての Tecplot 製品を大幅に割引した価格でアカデミックユーザーに提供します。サイトライセンスのパートナーは、無償オンライントレーニング、フレキシブルなキー発行などの追加サービスも受けられます。また、可視化活動を促進するために新たに創設された VISEA 賞プログラム (※米国・カナダのみ対象) に参加することもできます。