（RE-09171）BOUT++格子生成コードのコアプラズマ安定性解析に向けた機能拡張【掲載期間：2025-8-8～2025-9-4】

（RE-09171）BOUT++格子生成コードのコアプラズマ安定性解析に向けた機能拡張【掲載期間：2025-8-8～2025-9-4】 公告期間： ～ ( )1．競争入札に付する事項仕様書のとおり２．入札書等の提出場所等入札説明書等の交付場所及び入札書等の提出場所並びに問い合わせ先(ダイヤルイン)入札説明書等の交付方法上記２．(1)に記載の交付場所または電子メールにより交付する。 ただし、交付は土曜,日曜,祝日及び年末年始(12月29日～1月3日)を除く平日に行う。 電子メールでの交付希望の場合は、「 公告日,入札件名,当機構担当者名,貴社名,住所,担当者所属,氏名,電話,FAX,E-Mail 」を記載し、上記２．(1)のアドレスに送信。 交付の受付期限は の17:00までとする。 入札説明会の日時及び場所入札関係書類及び技術審査資料の提出期限入札書の提出期限(4)令和 7 年 9 月 5 日 (金) 12時00分(5)nyuusatsu_rokkasho@qst.go.jp国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 六ヶ所フュージョンエネルギー研究所青森県上北郡六ヶ所村大字尾駮字表舘２番地１６６R07RE-09171(1)(3)(木)ＴＥＬ ＦＡＸ 0175-71-650112時00分令和 7 年 9 月 4 日E-mail：令和7年10月2日 (木)実 施 し な い国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構六ヶ所フュージョンエネルギー研究所〒039-3212(1)(2)令和7年8月8日六ヶ所フュージョンエネルギー研究所青森県上北郡六ヶ所村大字尾駮字表舘２番地１６６BOUT++格子生成コードのコアプラズマ安定性解析に向けた機能拡張令和8年2月27日鈴木 秀太郎件 名内 容記履行期限(2)(4)(3)下記のとおり一般競争入札に付します。 入札公告(郵便入札)請負 R7.8.8管理部経理・契約課管理部長 松田 好広0175-71-6541履行場所R7.9.4開札の日時及び場所３．競争に参加する者に必要な資格当機構から指名停止措置を受けている期間中の者でないこと。 全省庁統一競争入札参加資格を有する者であること。 当機構が別に指定する誓約書に暴力団等に該当しない旨の誓約をできること。 ４．入札保証金及び契約保証金 免除５．入札の無効入札参加に必要な資格のない者のした入札入札の条件に違反した者の入札６．契約書等作成の要否 要７．落札者の決定方法８．その他 中に当機構ホームページにおいて掲載する。 以上 公告する。 本件以外にも、当機構ホームページの調達情報において、今後の「調達予定情報」を掲載しておりますのでご確認下さい。 (URL : https://www.qst.go.jp/site/procurement/ )(6)14時00分上記問い合わせ先宛てに質問書を提出すること。 なお、質問に対する回答は令和7年8月28日 (木)(2)(1)(2)(3)(4)(1)(１)本入札に関して質問がある場合には(2) 落札決定に当っては、入札書に記載した金額に当該金額の10パーセントに相当する額を加算した金額(当該金額に1円未満の端数があるときは、その端数を切り捨てた金額とする)をもって落札価格とするので、入札者は、消費税に係る課税事業者であるか免税事業者であるかを問わず、見積もった金額の110分の100に相当する金額を入札書に記載すること。 (4) 令和7年8月22日 (金) 11:00までに国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 契約事務取扱細則第11条第１項の規定に該当しない者であること。 (1) この入札に参加を希望する者は、入札書の提出時に、当機構が別に指定する暴力団等に該当しない旨の誓約書を提出しなければならない。 前項の誓約書を提出せず、又は虚偽の誓約をし、若しくは誓約書に反することとなったときは、当該者の入札を無効とするものとする。 (3) その他、詳細については、入札説明書によるため、必ず上記２．(2)により、入札説明書の交付を受けること。 (2)技術審査に合格し、予定価格の制限の範囲内で、最低価格をもって有効な入札を行った入札者を落札者とする。 (最低価格落札方式)管理研究棟令和7年10月2日 (木)開札時の立会いは不要とし、開札結果は別途通知する。開札の結果、落札者がなかった場合には再度の入札書の提出期限及び開札日時について別途通知する。 (5)国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 契約事務取扱細則第10条の規定に該当しない者であること。ただし、未成年者、被保佐人又は被補助人であって、契約締結のために必要な同意を得ている者についてはこの限りでない。 六ヶ所フュージョンエネルギー研究所 1BOUT++格子生成コードのコアプラズマ安定性解析に向けた機能拡張仕様書令和７年8月国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構六ヶ所フュージョンエネルギー研究所核融合炉システム研究開発部プラズマ理論シミュレーショングループ2目次1. 一般仕様1.1 件名 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・31.2 目的 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・31.3 契約範囲 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・31.4 作業場所 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・41.5 貸与品 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・41.6 納期・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・41.7 納入場所 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・41.8 検査条件 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・41.9 納入品 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・41.10 IFERC-CSC 計算機の使用・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・51.11 情報セキュリティの確保・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・51.12 グリーン購入法の推進・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・51.13 協議・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・51.14 その他・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・52. 技術仕様2.1要求項目・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・52.1.1コア領域計算格子作成機能のワークフローの分析と修正項目の検討・・・・62.1.2コア領域空間格子生成アルゴリズムの修正・・・・・・・・・・・・・・・72.1.3 hypnotoad-geqdsk(コマンドライン実行モード)のワークフローの修正・・ 72.1.4 報告書及び作業手順書の作成・・・・・・・・・・・・･・・・・・・・・ 72.2 打合せ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・･・・・・・・・・・ 73. 特記事項・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・･・・・・・・・・・ 8添付資料別添1 本契約において遵守すべき「情報セキュリティの確保」に関する事項別添2 コンピュータプログラム作成等業務特約条項別添3 産業財産権特約条項別添4 補足資料31 一般仕様1.1 件名BOUT++格子生成コードのコアプラズマ安定性解析に向けた機能拡張1.2 目的国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構(以下「QST」という。)六ヶ所フュージョンエネルギー研究所(以下「六ヶ所研」という。)プラズマ理論シミュレーショングループでは、JT-60SA、ITER及び原型炉の炉心プラズマの閉じ込め研究を理論・シミュレーション研究により推進している。周辺MHD乱流コードBOUT++には自由境界二次元磁気平衡コードのGEQDSK形式の出力からBOUT++コードの数値計算格子を生成するPythonスクリプトhypnotoadが存在するが、作成可能な計算格子は磁束関数の鞍点(X点)が計算領域に含まれるダイバータ配位と呼ばれる磁気平衡におけるX点を含んだ計算格子に制限されていた。近年の改良において、X点を通る磁束等高線(以下「セパラトリックス」という。)の内側の閉じた磁束等高線(以下「磁気面」という。)から構成される領域(以下「コア領域」という。)で発生するMHD不安定性を効率的に解析するためにコア領域のみから構成される計算格子を出力するための機能(以下「コア領域計算格子作成機能」という。)の実装を行った。しかしながら、現在のコア領域計算格子作成機能の実装では計算格子を作成する際に基準となる磁気面(以下「基準磁気面」という。)をコア領域の最外磁気面(以下「外側境界」という。)に設定しているため、コア領域の反対側の境界磁気面(以下「内側境界」という。)で計算格子の集積が発生してBOUT++コードによる物理計算の安定性と収束性が低下する原因となっている。ダイバータ配位においてはセパラトリックスを跨いだ計算格子の連続性を良くするために基準磁気面をセパラトリックス近傍に設定する必要があるが、コア領域のみからなる計算格子を作成する場合は計算格子の集積を緩和するために基準磁気面をコア領域の内部に設定することが望ましい。本件は、コアプラズマ安定性解析の改良を目的としてhypnotoadのコア領域計算格子作成機能に基準磁気面をコア領域内部に設定する機能の追加を行うものである。1.3 契約範囲受注者は「2.技術仕様」に示す範囲の作業を実施するものとする。41.4 作業場所本作業は受注者の環境を利用して実施し、契約締結以降、速やかに開始し、納期内に全作業を終了するものとする。受注者は「1.10 IFERC-CSC計算機の使用」に定めるとおり、インターネットを介した利用形態によってIFERC-CSC計算機を使用して作業を実施することができる。1.5 貸与品本作業の実施に当たり、QSTから以下のものを無償貸与する。1) コア領域計算格子作成機能追加版のhypnotoadソースコード2) コア領域計算格子作成機能に関する説明書3) ダイバータ配位の磁気平衡データ(GEQDSK形式)4) コア領域計算格子の入力パラメータデータ(yaml形式)5) GEQDSKの公開資料(英語、https://w3.pppl.gov/ntcc/TORAY/G_EQDSK.pdf)貸与品1)-4)は、作業完了時に返却すること。1.6 納期令和８年２月２７日1.7 納入場所青森県上北郡六ヶ所村大字尾駮字表舘2番地166QST 六ヶ所研 核融合炉システム研究開発部プラズマ理論シミュレーショングループ1.8 検査条件作業完了後、1.7に示す納入場所への1.9の納入物の納入、貸与品の返却、報告書の内容確認及び仕様書に定めるところに従って業務が実施されたと量研が認めたときをもって検査合格とする。1.9 納入品以下の 1) ～ 4) を納入品とする。1) 開発されたプログラム、入出力データ一式2) 報告書(インストールマニュアルおよび使用手引きを含む)3) 作業手順書4) 打合せ議事録5納入形態は以下の通りとする。i. 1) ～ 3) を記録した光学メディア 1 部ii. 2) ～ 3) を印刷したもの 2 部報告書及び納品するコード一式は 1 週間程度の確認期間を考慮して事前にドラフトを提出すること。1.10 IFERC-CSC計算機の使用受注者は本作業を実施するに当たり、IFERC-CSC 計算機を無償で使用できる。 ただし、計算機利用の形態としては、インターネットを介した利用とする。また、IFERC-CSC計算機の使用に必要となるPCおよびCisco DUO(多要素認証アプリケーション)をインストール可能なスマートフォンまたはタブレット等は受注者が用意すること。なお、計算機使用に係るアカウント及び計算機の仕様等の情報についてはQSTから提供するが、使用に際しての習熟等については受注者にて行うこと。IFERC-CSC計算機概要 https://www.qst.go.jp/site/rokkasyo/46853.html1.11 情報セキュリティの確保情報セキュリティの確保については、別添1「本契約において遵守すべき「情報セキュリティの確保」に関する事項」のとおりとする。1.12 グリーン購入法の推進1) 本契約において、グリーン購入法(国等による環境物品等の調達の推進等に関する法律)に適用する環境物品(事務用品、OA機器等)が発生する場合は、これを採用するものとする。2) 本仕様に定める提出図書(納入印刷物)については、グリーン購入法の基本方針に定める「紙類」の基準を満たしたものであること。1.13 協議本仕様書に記載されている事項及び本仕様書に記載のない事項について疑義が生じた場合は、QSTと協議の上、その決定に従うものとする。1.14 その他本契約の履行に当たっては契約条項のほか、別添2「コンピュータプログラム作成等業務特約条項」及び別添3「知的財産権特約条項」を遵守するものとする。2 技術仕様62.1 要求項目本技術仕様では、BOUT++コード用計算格子生成Pythonスクリプトhypnotoad(コア領域計算格子作成機能追加版)において、コア領域計算格子を作成する際に基準磁気面をコア領域内部に設定する機能の追加するための作業について記述する。開発工程においては作業開始時に貸与品 1.5.1)及び 1.5.2)を参考に受注者が受注作業環境にhypnotoadの実行環境を構築すること。また、納入ソースコードは black(https://pypi.org/project/black/)による自動整形を行い、flake8(https://pypi.org/project/flake8/)によるテストを満足すること。なお、契約締結前にソースコードを提供することは出来ないが、コア領域計算格子作成機能を持たないバージョンの hypnotoad はオープンソースとして下記のGithubに公開している。必要に応じて工数の見積もり等に使用して良い。https://github.com/boutproject/hypnotoad/tree/cocos1-extension2.1.1 コア領域計算格子作成機能のワークフローの分析と修正項目の検討受注者はQSTが提供するダイバータ配位のGEQDSK磁気平衡データとコア領域計算格子作成用の入力インプットデータを用いて、hypnotoadのGUI実行用スクリプト(hypnotoad-gui)のワークフローの分析を行う。具体的には、コア領域の格子生成を実行している関数群の同定を行い、以下の項目について検討を行う。1. コア領域の外側境界決定アルゴリズムの分析コア領域の外側境界はダイバータ配位の格子生成のために設計されたアルゴリズムに基づいてセパラトリックス近傍の磁気面に設定されている。本項目ではセパラトリックス内側の磁束関数の極値点(以下、「磁気軸」という。)を0及びセパラトリックスを１とした磁束関数からなるラベル(以下「規格化磁気面ラベル」という。)を用いて外側境界の位置を入力パラメータとして指定する方法を検討する。2. 基準磁気面をコア領域内部に定義する為のアルゴリズム変更の検討現状のコア領域における計算格子生成では外側境界に基準磁気面を設定して、内側境界に向かって二次元極座標の一種である磁気面座標(psi：小半径方向, theta：小方位角方向)の長方形構造格子を作成している。ここで、内側境界の値は0より大きく、極座標の原点における特異点処理は不要である。本項目では格子生成アルゴリズムを分析し以下の３項目、①基準磁気面をコア領域内部に定義する、②基準磁気面から内側境界に向かう格子生成と外側境界に向かう格子生成を実行する、③基準磁気面において各方向に作成し7た格子が連続であることを保証する、を実装するための検討を行う。ここで、基準磁気面は内側境界と外側境界の中点の最近点に対応する磁気面とする。上記の分析及び検討と元にQST担当者とTV会議等による打ち合わせを行い、プログラムの修正方針についてQST担当者の了解を得ること。なお、本仕様による機能拡張はフラグのオンオフ等によってダイバータ配位の計算格子作成機能と両立するように設計を行うこと。2.1.2 コア領域空間格子生成アルゴリズムの修正項目2.1.1でQST担当者と合意した修正方針に従って、コア領域計算格子作成機能に基準磁気面をコア領域内部に設定する機能を追加する。また、項目2.1.1で入力パラメータを追加した場合は、hypnotoad-guiで格子作成を行う際に入力したパラメータをyaml形式で入出力する機能に、追加した入力パラメータを含めること。本修正によって出力される計算格子の空間構造が変化する。そのため、計算格子生成の妥当性の検証には、QST 担当者が用意する Python スクリプトを使用してnetCDF 形式の出力計算格子データから計算される物理量の空間分布の二次元補間関数を作成して、数点のサンプル点に対して修正前のアルゴリズムで作成した空間格子から計算される物理量と相対誤差1％以下程度で一致することを確認する。2.1.3 hypnotoad-geqdsk(コマンドライン実行モード)のワークフローの修正項目 2.1.2 で修正した yaml 形式の入力ファイルと GEQDSK 形式の磁気平衡データからコア領域のみからなる BOUT++用計算格子を作成できるようにコマンドライン実行モード用ワークフローhypnotoad-geqdskの修正を行う。hypnotoad-guiで作成した計算格子と等価な計算格子が作成できることを確認すること。確認方法は各ワークフローで作成した計算格子点のトーラス大円方向の回転軸からの距離の相対誤差の最大値が0.1%以下であることとする。2.1.4 報告書及び作業手順書の作成本作業にあたり、第2.1.1項から第2.1.3項で定義したスクリプト修正、及び妥当性検証で進めた準備作業及び結果を纏めた報告書を作成すること。報告書にはインストールマニュアル及び使用手引きを含むこと。2.2 打合せ本契約に関する打合せは、作業開始前にMicrosoft Teamsを利用し、担当者と打ち合わせを行う。また一ヶ月に一度、進捗報告及び具体的な作業内容や方針、計算8結果の議論のための定例の打合せを行うこと。打合せ議事録は受注者が作成し、打合せ後、1週間以内に電子メールにて提出すること。3 特記事項使用する機器は受注者にて用意すること。以上本契約において遵守すべき「情報セキュリティの確保」に関する事項1) 受注者は、量研の情報セキュリティポリシーを遵守すること。 2) 受注者は、本件で取得した量研の情報を、量研の許可なしに本件の⽬的以外に利⽤してはならない。本件の終了後においても同様とする。3) 受注者は、本件で取得した量研の情報を、量研の許可なしに第三者に開⽰してはならない。 ここで、コア領域のみから構成される計算格⼦とはオレンジ⾊の実線で囲まれた閉じた領域内で磁束関数のO 点(極値点)を除いた中空の領域における格⼦(図２の緑領域)である。作業開始時に貸与するコア領域計算格⼦作成機能付きの hypnotoad では⼊⼒フラグの管理によって、図２の緑⾊の領域(コア領域)のみを対象とした格⼦⽣成が可能である。hypnotoad-gui/hypnotoad-geqdskで作成したBOUT＋＋格⼦データの確認⽅法についてBOUT++の格⼦データは netCDF 形式で出⼒される。出⼒データの確認には boutdata(https://pypi.org/project/boutdata/)と boututils( https://pypi.org/project/boututils/)をインストールして、boututils.file_import関数を使⽤すること。 図１：hypnotoad-guiで平衡磁気データを読み込んだ画⾯別添4図2：hypnotoad-guiでダイバータ配位の格⼦⽣成を実⾏した後の画⾯