1994 Fiscal Year Annual Research Report
超並列計算機コネクションマシンを用いた3次元粒子コードの開発と基礎研究
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05044078
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
池辺 八州彦 筑波大学, 電子情報工学系, 教授 (10114034)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
NISHIKAWA Ke アイオワ大学, 宇宙物理工学科, 助手
NEUBERT Tors ミシガン大学, 工学部, 助手
BUNEMAN Osca スタンフォード大学, 工学部, 名誉教授
伊藤 利明 神戸大学, 経営学部, 講師 (60201927)
蔡 東生 筑波大学, 電子情報工学系, 講師 (70202075)
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| Keywords | 超並列 / 粒子シミュレーション / データパラレル / メッセージパッシング / スケーラビリティ / 局所性 |
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| Research Abstract |
本研究では数百億、数十億、数ギガの粒子とグリッドデータ即ちフィールドデータを扱うことを目的としている。粒子とグリッドデータ間通信を最小に押さえるため、粒子のソ-ト法を新たに考え出し計算の局所性を高めた。次ぎに、粒子のFlux Splitting法を考え出し、粒子・グリッドデータ通信を最適にした。平成6年度では、フィールドソルバー、粒子プッシュなどの基本アルゴリズムをインプリメントする予定であったが、データを各プロセッサーで局所的に処理をするためのソ-ト法、Flux Splitting法で手間取ったが、当初よりより並列性の強いプログラムができ上がりつつあり、現在256プロセッサーのCM-5を使い6億個の粒子を扱うシミュレーションが可能となった。これにより、簡単な太陽風と地球の磁気圏の干渉シミュレーションが可能となり、地球と太陽磁場のつなぎ替え問題即ちコネクション問題を扱うことが可能となった。今後、扱える粒子の数を60-600億へと増やして行き、統計的なノイズを減らしより現実的な問題を扱えるようにし、リコネクション問題を位相学的に扱えるようなモデルにしていきたい。基本的なアプローチとしてはデータパラレル型アルゴリズムとタスクを並列化するメッセージパッシング法が考えられる。この場合、粒子の数が膨大な本シミュレーションでは、アルゴリズムのスケーラビリティー等の面からデータパラレル型がベストであることが判明した。研究方法としては、更に類似の計算機で試して行きたい。
現在、並列計算機、並列アルゴリズムの研究は百花争乱の感があり、どのモデル、どのアルゴリズム、どのパラダイムをとるかによって問題が大きく変わってきおり、我々の開発したモデルを使い今後いろいろ試して行きたい。
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[Publications] Y.Ikebe et al.: "The Eigen value Problem for Infirite Compact Complex Symmetric Matrices with Application to the Numerical Computation of Complex Zeros of J_0(Z)-iJ_1(Z) and of Oessel Functons Jn(Z) of any Real Order m" Linear Algebra and its Applications. 194. 35-70 (1993)
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[Publications] 菊池 靖,池辺八州彦 他: "非負実数階第1種ベッセル関数の零点計算アルゴリズム" 日本応用数理学会論文誌. 3. 425-437 (1993)
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[Publications] O.Buneman et al.: "Solar wind-magnetu sphere in teraction as Rimulated by a 3-D EM particle code" IEEE Trans.on Plasma Science. 20. 810-816 (1992)
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[Publications] O.Buneman: "Internal dvnamics of a plasma pro pelled across a magnetic-field" IEEE Trans.on Plasma Science. 20. 672-7 (1992)
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[Publications] T.Neubert et al.: "The dynamics of low beta plasma clunds as simulater by a three-dimension a electro magnetic particle code" J.Geophy.Res.97. 12057-12072 (1992)
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[Publications] T.Itoh et al: "Symplecuc Integrable Mapping and Discrete Painleie Equations" Phy.Letl.A. 189. 19-24 (1994)
