2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a Stable Meshless Method for Electromagnetic Wave Propagation Analysis in Three-Dimensional Complex Shaped Domains and its Acceleration
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15K00177
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
伊東 拓 日本大学, 生産工学部, 助教 (80433853)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | メッシュレス法 / 電磁波伝搬シミュレーション / MTDM / FDTD / IMLS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度までは，Meshless Time-Domain Method (MTDM) を用いて，一定幅の導波管において電磁波伝搬シミュレーションを行ってきたが，平成29年度は，新しい問題としてTaper形状の導波管に対してMTDMを適用した．その結果，計算が破綻することなく比較的長時間のシミュレーションが実現できた．したがって，新しい問題におけるシミュレーションに対しても，これまでに実施してきたMTDMの安定化の効果が現れていると考えられる．
一方，MTDMによるシミュレーションを高速化するために，Oakforest-PACSにおいて，1ノードではあるものの最大1024スレッドの並列計算を行った．この計算では2次元問題を扱ったものの，3次元問題を扱う際にも参考になるように節点数を多めに設定した．具体的には約1158万節点配置して計算を行った．結果としては，256スレッドのときがもっとも高速化され，1スレッドと比較すると，約20倍高速化された．
研究期間全体では，Interpolating Moving Least-Squares method (IMLS) を形状関数生成に使うことで，MTDMの安定性が向上し，比較的長時間のシミュレーションが可能になったことが最も大きな成果であると考えている．また，MTDMとFDTDのHybrid法も提案し，精度をほとんど変えずに高速化を実現した．3次元問題への取り組みとしては，将来的に陰解法を用いたときなどのための基礎研究として，メッシュレス法の1つであるX-EFG法を用いて3次元Poisson方程式を離散化して得られた連立1次方程式の解法について調査し，係数行列の構造を考慮した前処理を用いることで，反復解法で効率的に解ける例を確認した．これらの成果は国際会議などで発表しただけでなく，Journal Paperとしても出版された．
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Research Products
(11 results)
