2003 Fiscal Year Annual Research Report
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13480143
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
奥田 洋司 東京大学, 人工物工学研究センター, 助教授 (90224154)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 忍 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (90201053)
矢川 元基 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011100)
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| Keywords | 地層処分 / 人工バリア / 核種移行 / 地下水シナリオ / 並列有限要素法 / クラスタコンピューティング / ミドルウェア |
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| Research Abstract |
本研究では、地層処分システムの安全性評価における地下水シナリオとそこに必要な高性能シミュレーションの重要性に注目し、広領域不均質地質構造に対応できるよう10億自由度規模の有限要素並列解析による人工バリア、岩盤中の核種移行事象シミュレータを開発しサイトスペシフィックな段階での合理的評価を可能とすることを目的としている。
平成15年度の成果は以下の通りである。
<サブテーマ[A]地層処分シミュレータ用プラットフォーム>
昨年度、地下水シナリオとその他の事象について、プラットフォーム(ミドルウェア)への実装可能性を検討した結果に基づき、地層処分シミュレータ(地下水問題および移流拡散問題)を開発した。また、サブテーマ[C]との共同作業として、PCクラスタ(Alpha x 10PE)、およびSMPクラスタ(SR8000)上において並列計算性能、大規模解析のフィージビリティスタディを行った。
<サブテーマ[B]:人工バリア、岩盤中の核種移行解析エンジン>
昨年度に開発された核種移行解析モジュールにおいて、地下水問題と移流拡散問題の連成を実施した。核種崩壊問題については、数値解析上の負荷が軽いことから後からのモジュールとしての追加が容易であると判断し、実規模問題および地球シミュレータ上での計算実施を優先させることとした。人工バリア、岩盤中の核種移行事象について、サイトスペシフィックな段階での評価を目指した問題設定、解析モデル作成を実施した。
<サブテーマ[C]:クラスタコンピューティング環境整備>
ノード間並列、ノード内並列のハイブリッド化、および、領域分割が前処理効果に及ぼす影響を定量的に評価し、地層処分シミュレータのPCクラスタ、およびSMPクラスタ(SR8000および地球シミュレータ)における並列計算性能、大規模解析のフィージビリティスタディを行った。
研究全体を総合し、地層処分シミュレータの実現可能性を確認できた。また、確率的な評価の必要性など今後の課題について検討を行った。
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[Publications] Hiroshi Okuda, Genki Yagawa, Kengo Nakajima: "Parallel Finite Element Analysis Platform for the Solid Earth Problems : GeoFEM"Proc.7th U.S National Congress on Computational Mechanics. (CD-ROM). (2003)
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[Publications] 今村通孝, 奥田洋司, 矢川元基: "GeoFEMプラットフォームによる大規模数値地層処分解析"日本機械学会第16回計算力学講演会講演論文集. No.03-26. 57-58 (2003)
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[Publications] 櫛田慶幸, 奥田洋司, 矢川元基: "特異応力問題における大規模並列有限要素法の収束性評価"日本シミュレーション学会,シミュレーション. Vol.22,No.1. 39-46 (2003)
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[Publications] Hiroshi Okuda, Kengo Nakajima, Mikio Iizuka, Li Chen, Hisashi Nakamura: "Parallel Finite Element Analysis Platform for the Earth Simulator : GeoFEM"Proc.Computational Science-ICCS2003, LNCS2659. PartIII. 773-780 (2003)
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[Publications] Kai Wang, Sang-Bae Kim, Jun Zhang, Kengo Nakajima, Hiroshi Okuda: "Global and Localized Parallel Preconditioning Techniques for Large Scale Solid Earth Simulations"Future Generation Computer Systems. Vol.19. 443-456 (2003)
