PCクラスター並列計算環境におけるCFDコーディング技術の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350524
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 田原 裕介 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (10264805)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 勝井 辰博 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (80343416) ; 姫野 洋司 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50081394)
• Keywords: PCクラスター / 計算流体力学 / MPI / 高速並列計

Research Abstract

本研究の目的は,安価なPCクラスター並列計算環境におけるCFD,特にRANS法のコーディンク技術の開発である.本研究では,特にRANS法およびその高度利用法,すなわち動的シミュレーションとRANS法応用船型自動最適化までを視野に入れた,コーディング技術の開発を目指す.本年度は第2年度であり,「PCクラスター数の拡張」および「MPIプロトコル対応コーディング環境のパフォーマンス調査」,さらに「MPIプロトコル対応グリッド・ジェネレーターおよびマルチブロックRANS法のコーディング技術の開発」を目標とした.
その結果,2GBPS高速ネットワークで結合した48CPU・PCクラスター並列計算環境への拡張とネットワーク環境の整備,さらにコマーシャルベースのマルチブロック型RANS法を用いたパフォーマンス調査を行い,本研究で構築したシステムは,特に中・大規模問題に対する並列計算を行う場合において極めて有望であることを確認することができた.加えて本研究で導入したMPIプロトコル対応の格子生成法とマルチブロックRANS法の開発,さらにRANS法援用・流力形状最適化問題の解法の開発にも着手した.特にSQP(Successive Quadratic Programming)とGA(Genetic Algorithm)に基づく最適化問題の解法に関しては,並列計算環境の応用が極めて効果的であることと,今後のさらなる検討によってより高効率の手法に拡張できる可能性を示すことができた.
以上の成果をもって,本年度の所期の目的はほぼ全て達成できたと考える.

Research Products

• [Publications] 田原裕介, 林豪: "マルチブロックNS/RANS法によるアメリカ杯レース艇用風下帆走セールシステム周りの流場解析"日本造船学会論文集. 194. 1-12 (2003)
• [Publications] 田原裕介, 杉本創, 村山真也, 勝井辰博, 姫野洋司: "Development of CAD/CFD/Optimizer-Integrated Hull-Form Design System"関西造船協会論文集. 240. 29-36 (2003)
• [Publications] 田原裕介, 勝井辰博, 川崎正人, 児玉欣二, 姫野洋司: "PCクラスター並列計算環境における大規模・高効率CFDのコーディング技術の開発-第1報:MPIプロトコルを適用したコード開発環境の構築と初期評価-"関西造船協会論文集. 241(掲載予定). (2004)