2000 Fiscal Year Annual Research Report
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11650166
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| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
矢部 孝 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60016665)
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| Keywords | 多相流 / 並列計算 / 数値解法 / PCクラスター / 分散メモリー / 流体計算 / CIP法 / 圧力方程式 |
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| Research Abstract |
我々はCIP法という固体・液体・気体を同時に解く数値計算手法を開発してきた。これにより、多相流の境界を、固定した計算格子の元で正確に捉えることができるようになり、液体・気体という全く物性の異なった状態を同時に計算できるようになった。
しかし、近年のコンピュータは、一つのCPUのみでの性能に限界が出てきており、多数のCPUを分散させた並列コンピュータが主流となりつつある。そのためには、計算手法も並列計算に適したアルゴリズムを模索する必要がある。本研究では、このような多相流体の分散型に最適な数値計算手法を確立することを目的とした。
まず、CIP法の移流項に関しては完全に並列化に対応できるので、PCクラスターを構築し、これを用いて移流項のみの計算に関する並列化の手法を確立した。これにより、24台のPCにより3GFLOPSの速度を実現した。一台のPCが100MFLOPSであると言われているので、予想以上の高速を実現したことになる。
次に、圧力方程式を高速に解く手法を検討した。その一つとして、Red-Black法を用いたSOR法を試した。これについても、24台のクラスターでほぼその台数に比例して計算スピードが上昇することを確かめた。これは、当初予定していたSSI(Symmetrical Semi Implicit)法とも同じ性能で、収束性から考えると現在のところ、Red-Black法を用いたSOR法の方が高速である。この方法を用いて、三次元多相流体の計算を24台のCPUを用いて行うことに成功した。
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[Publications] Y.Ogata & T.Yabe: "Shock Capturing with Improved Numerical Viscosity in Primitive Euler Representation,"Comput.Phys.Commun. 119. 179-193 (1999)
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[Publications] S.Yoon & T.Yabe: "The Unified Simulation for Incompressible and Compressible Flow by Predictor-Corrector Scheme Based on CIP Method,"Comput.Phys.Commun. 119. 149-158 (1999)
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[Publications] T.Nakamura & T.Yabe: "Cubic Interpolated Propagation Scheme for Solving the Hyper-Dimensional Vlasov-Poisson Equation in Phase Space,"Comput.Phys.Commun. 120. 122-154 (1999)
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[Publications] R.Tanaka,T.Nakamura,T.Yabe: "Constructing exactly conservative scheme in a non-conservative form"Comput.Phys.Commun. 126. 232-243 (2000)
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[Publications] T.Yabe: "A Universal Numerical Solver for Solid, Liquid and Gas-Application to Laser-Induced Melting and Evaporation-"SPIE Proc.On Laser-Assisted Microtechnology. 4157. 1-7 (2000)
