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2017 Fiscal Year Annual Research Report

電磁場解析のエクストリームスケール・コンピューティングを実現する高速数値解法開発

Research Project

Project/Area Number 17H02829
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

荻野 正雄  名古屋大学, 情報基盤センター, 准教授 (00380593)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 曽我部 知広  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30420368)
和田 義孝  近畿大学, 理工学部, 教授 (40350847)
杉本 振一郎  諏訪東京理科大学, 工学部, 助教 (40451794)
武居 周  宮崎大学, 工学部, 准教授 (40598348)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords計算工学 / 計算電磁気学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 有限要素法 / 線形方程式
Outline of Annual Research Achievements

エクサ時代に適した電磁場問題の高速な数値解析技術確立を目的とし,高性能反復法,多階層領域分割法,多倍長精度計算,曲面細分割,データ圧縮の研究開発,及び個別化医療支援を目的とした応用数値実験を対象としている.平成29年度の実績は以下の通りである.
(a) 電磁場解析向け高速・高安定な反復法の開発として,MINRES-QLP法に基づく新たな反復法の開発を行い,数値実験によって有効性評価を継続して行っている.また,Schur補元方程式に対する新たな前処理について基礎的検討を行った.新たな前処理の実装は次年度に実施予定である.
(b) 電磁場解析向け多階層DDMの開発として,2階層HDDMの定式化を行い,数値実験によってその有効性を明らかにした.
(c) 電磁場解析における多倍長精度計算有効性の解明として,double-double精度演算が複素対称線形方程式の収束性に与える影響を明らかにした.計算条件によっては倍精度演算よりも高速な場合がありうるなど,新たな知見が得られた.
(d) 高可搬な大規模有限要素解析技術の開発として,OpenSubdivを用いたメッシュ細分割について調査した.高周波電磁界解析に十分な微分可能性を持つ材料境界メッシュを作成するために,継続して調査を進める必要があることが分かった.また,データ圧縮JHPCN-DFに基づくDDM圧縮技法について基礎的検討を完了した.
また,他の研究課題(17H03256)と連携して,計算電磁気学の専門家を集めた研究シンポジウム「第1回大規模電磁界数値解析手法に関する研究シンポジウム」(2018/03/17-18,福岡)を主催し,本研究計画に関する情報収集および支援体制の強化に繋げることができた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要で述べた項目(a)~(d)はほぼ当初計画通りであり,さらに研究進捗報告を兼ねた研究シンポジウムを主催するなど,おおむね順調に進展していると言える.

Strategy for Future Research Activity

おおむね順調に進展しているため,当初計画通りに研究遂行していく予定である.また,研究成果の応用可能性をみるために,電磁気学分野以外にも対象を拡大し,様々な線形方程式に対して数値実験を実施する予定である.

  • Research Products

    (72 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 10 results) Presentation (56 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 複素対称線形方程式における多倍長精度共役直交共役勾配法の性能評価2018

    • Author(s)
      桝井 晃基、荻野 正雄
    • Journal Title

      日本計算工学会論文集

      Volume: 2018 Pages: -

    • DOI

      10.11421/jsces.2018.20180007

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Two-level extension of the hierarchical domain decomposition method2018

    • Author(s)
      Ogino, M., Yodo, K., Shioya, R., and Kawai, H.
    • Journal Title

      Mechanical Engineering Letters

      Volume: 4 Pages: -

    • DOI

      10.1299/mel.18-00088

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A thread-level parallelization of pairwise additive potential and force calculations suitable for current many-core architectures2018

    • Author(s)
      Andoh, Y., Suzuki, S., Ohshima, S., Sakashita, T., Ogino, M., Katagiri, T., Yoshii, N., and Okazaki, S.
    • Journal Title

      The Journal of Supercomputing

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s11227-018-2272-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-Frequency Electromagnetic Field Analysis by COCR Method Using Anatomical Human Body Models2018

    • Author(s)
      Takei, A., Ogino, M., and Sugimoto, S.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Magnetics

      Volume: 54 Pages: 1~4

    • DOI

      10.1109/TMAG.2017.2756098

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large-scale topology optimization incorporating local-in-time adjoint-based method for unsteady thermal-fluid problem2018

    • Author(s)
      Yaji, K., Ogino, M., Nishiwaki, S., and Fujita, K.
    • Journal Title

      Structural and Multidisciplinary Optimization

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00158-018-1922-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimizing Forward Computation in Adjoint Method via Multi-level Blocking2018

    • Author(s)
      Ikeda, T., Ito, S., Nagao, H., Katagiri, T., Nagai, T., and Ogino, M.
    • Journal Title

      HPC Asia 2018

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1145/3149457.3149458

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 時空間ブロッキングを用いたアジョイント法の高性能化~ForwardとBackwardの計算~2018

    • Author(s)
      池田朋哉, 伊藤伸一, 長尾大道, 片桐孝洋, 永井亨, 荻野正雄
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム

      Volume: 11 Pages: 12-26

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ディープラーニングを用いたゴム中フィラー凝集構造の画像判別の特性評価2018

    • Author(s)
      萩田克美, 冨永哲雄, 曽根卓男, 高橋一郎, Lee Chonho, 荻野正雄
    • Journal Title

      日本ゴム協会誌

      Volume: 91 Pages: 3-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hierarchical Domain Decomposition Method for Devices including Moving Bodies2018

    • Author(s)
      Shin-ichiro SUGIMOTO, Masao OGINO, Hiroshi KANAYAMA and Amane TAKEI
    • Journal Title

      Journal of Advanced Simulation in Science and Engineering

      Volume: 4 Pages: 99-116

    • DOI

      10.15748/jasse.4.99

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 反復型領域分割法に基づくマイクロ波シミュレーション2018

    • Author(s)
      東 勇、山田 知典、武居 周
    • Journal Title

      日本シミュレーション学会論文誌

      Volume: 10 Pages: 25~33

    • DOI

      10.11308/tjsst.10.25

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 領域分割法における反復法ベース部分領域ローカルソルバーの導入と収束トレランス制御2017

    • Author(s)
      河合 浩志、荻野 正雄、塩谷 隆二、山田 知典、吉村 忍
    • Journal Title

      日本計算工学会論文集

      Volume: 2017 Pages: -

    • DOI

      10.11421/jsces.2017.20170016

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MPS法を用いた東日本大震災の津波による福島第一原子力発電所1号機タービン建屋の浸水解析2017

    • Author(s)
      室谷浩平, 荻野正雄, 塩谷隆二
    • Journal Title

      HPCI利用研究成果集

      Volume: 2 Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 部分領域反復法に疑似4倍精度を用いたfull-wave電磁界解析2017

    • Author(s)
      武居周, 水間健仁, 杉本振一郎, 桝井晃基, 荻野正雄
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌C

      Volume: J100-C Pages: 182-191

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 擬似4倍精度を用いた反復型領域分割法による時間調和渦電流解析2017

    • Author(s)
      水間 健仁、上田 茂太、武居 周
    • Journal Title

      日本シミュレーション学会論文誌

      Volume: 9 Pages: 19~26

    • DOI

      10.11308/tjsst.9.19

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 並列有限要素法に基づく大規模音響解析2017

    • Author(s)
      山本 広太、工藤 彰洋、武居 周
    • Journal Title

      日本シミュレーション学会論文誌

      Volume: 9 Pages: 27~37

    • DOI

      10.11308/tjsst.9.27

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A Partitioned Coupling Analysis of FEM and SPH for Large-Scale Fluid-Structure Interaction Problems2018

    • Author(s)
      Ogino, M., Iwama, T., and Asai, M.
    • Organizer
      SIAM PP18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance Tuning of DDM Subdomain Local FE Solvers for Many-Core Architectures2018

    • Author(s)
      Kawai, H., Ogino, M., Shioya, R., Yamada, T., and Yoshimura, S.
    • Organizer
      SIAM PP18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 反復型部分構造法の多階層化に関する検討2018

    • Author(s)
      荻野正雄
    • Organizer
      第1回大規模電磁界数値解析手法に関する研究シンポジウム
  • [Presentation] 領域分割法に現れるSchur補元の逆行列表現とその応用可能性2018

    • Author(s)
      曽我部知広, 荻野正雄
    • Organizer
      第1回大規模電磁界数値解析手法に関する研究シンポジウム
  • [Presentation] 高周波電磁界解析における反復法の収束性に関する検討2018

    • Author(s)
      桝井晃基, 荻野正雄
    • Organizer
      平成30年電気学会全国大会
  • [Presentation] 自動チューニング言語ppOpen-ATにおける新ループ変換手法の提案2018

    • Author(s)
      櫻井刀麻, 片桐孝洋, 永井亨, 荻野正雄
    • Organizer
      情報処理学会第80回全国大会
  • [Presentation] MPS法による流体解析における重心ボロノイ分割を用いた粒子の初期位置設定法2018

    • Author(s)
      長谷川颯,荻野正雄,片桐孝洋,永井亨
    • Organizer
      情報処理学会第80回全国大会
  • [Presentation] 高精度行列-行列積アルゴリズムにおけるbatched BLASの適用2018

    • Author(s)
      石黒史也, 片桐孝洋, 大島聡史, 永井亨, 荻野正雄
    • Organizer
      情報処理学会第80回全国大会
  • [Presentation] Modylasを用いたFX100のアシスタントコアの性能評価2018

    • Author(s)
      中島大地, 安藤嘉倫, 坂下達哉, 片桐孝洋, 荻野正雄, 永井亨
    • Organizer
      情報処理学会第80回全国大会
  • [Presentation] Analysis of Rotating Machines by Hierarchical Domain Decomposition Method2018

    • Author(s)
      Shin-ichiro SUGIMOTO
    • Organizer
      18th SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高精度化のための高速計算・並列計算手法開発2018

    • Author(s)
      杉本振一郎
    • Organizer
      平成30年電気学会全国大会講演論文集
  • [Presentation] 階層型領域分割法による大規模並列電磁界解析2018

    • Author(s)
      杉本振一郎
    • Organizer
      第1回大規模電磁界数値解析手法に関する研究シンポジウム
  • [Presentation] ADVENTURE_Magnetic2018

    • Author(s)
      杉本振一郎
    • Organizer
      ADVENTUREプロジェクト20周年記念シンポジウム -ペタスケール、エクサスケール時代の大規模並列CAEソフトのスタンダードを目指して-
  • [Presentation] 反復型領域分割法に基づく数値波動解析手法の開発と応用2018

    • Author(s)
      武居周,東勇,山本広太
    • Organizer
      非線形問題の解法に関する研究会,第2回非線形・可視化部門研究会
    • Invited
  • [Presentation] Efficient Parallel Numerical Analysis of Rotating Bodies based on Hierarchical Domain Decomposition Method2017

    • Author(s)
      Sugimoto, S., Ogino, M., Kanayama, H., and Takei, A.
    • Organizer
      Compumag2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Coarse Matrix Iterative Solver for Magnetostatic Domain Decomposition Analysis2017

    • Author(s)
      Kanayama, H., Ogino, M., and Sugimoto, S.
    • Organizer
      Compumag2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-frequency electromagnetic field analysis by COCR method using anatomical human body models2017

    • Author(s)
      Takei, A., Ogino, M., and Sugimoto, S.
    • Organizer
      Compumag2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A study on parallel fluid-structure interaction simulations using a SPH code and the ADVENTURE through REVOCAP_Coupler2017

    • Author(s)
      Ogino, M., Asai, M., and Iwama, T.
    • Organizer
      COMPSAFE2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Iterative substructuring methods for solving large-scale complex symmetric linear systems in electromagnetic field analysis2017

    • Author(s)
      Liu, L. and Ogino, M.
    • Organizer
      COMPSAFE2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study on the precision and the type of implementation of iterative methods for solving complex symmetric linear systems2017

    • Author(s)
      Masui, K. and Ogino, M.
    • Organizer
      DPMAT2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance Evaluation of Large-scale High-frequency Electromagnetic Field Simulations using Iterative Substructuring Methods2017

    • Author(s)
      Liu, L. and Ogino, M.
    • Organizer
      ICCM2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Partitioned Coupling Analysis System for Fluid-structure Interactions using an ISPH Code and the ADVENTURE System2017

    • Author(s)
      Ogino, M., Iwama, T., and Asai, M.
    • Organizer
      ICCM2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A Coarse Matrix Incomplete Iterative Approach for Magnetostatic Domain Decomposition Analysis2017

    • Author(s)
      Kanayama, H., Ogino, M., and Sugimoto, S.
    • Organizer
      ICCM2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance Evaluation of Multiple Precision Iterative Methods for the Solution of Complex Symmetric Systems of Electromagnetic Analysis2017

    • Author(s)
      Ogino, M., Liu, L., and Masui, K.
    • Organizer
      FEF2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ADVENTURE-REVOCAP_Coupler-ISPH による流体構造連成解析2017

    • Author(s)
      岩間拓也, 荻野正雄, 浅井光輝
    • Organizer
      オープンCAEシンポジウム2018
  • [Presentation] 300億自由度の高周波電磁界解析2017

    • Author(s)
      杉本振一郎, 武居周, 荻野正雄
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] CS-MINRES-QLP法に基づく領域分割法を用いた高周波電磁界有限要素解析2017

    • Author(s)
      劉麗君, 荻野正雄
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 三次元非定常熱流体を対象とした大規模トポロジー最適化法2017

    • Author(s)
      矢地謙太郎, 荻野正雄, 陳聰, 藤田喜久雄
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 内部反復法を用いた反復型部分構造法の並列実装2017

    • Author(s)
      荻野正雄
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 多階層領域分割法へのBDD前処理適用方法の検討2017

    • Author(s)
      淀薫, 塩谷隆二, 河合浩志, 荻野正雄, 三好昭生
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 粒子法コードとADVENTUREによるREVOCAP_Couplerを用いた並列FSI解析に関する検討2017

    • Author(s)
      岩間拓也, 荻野正雄, 浅井光輝
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 計算力学分野における多倍長精度演算の有効性評価2017

    • Author(s)
      関谷和明, 荻野正雄
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 電磁界シミュレーションのための混合精度演算反復法の最適実装2017

    • Author(s)
      桝井晃基, 荻野正雄
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 静磁場領域分割解析のインターフェイス問題の前処理(マルチパート化に向けて)2017

    • Author(s)
      金山寛, 荻野正雄, 杉本振一郎
    • Organizer
      第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 3 次元粒子法と有限要素法の組み合わせによる流体構造連成解析システムの開発2017

    • Author(s)
      荻野正雄, 岩間拓也, 浅井光輝
    • Organizer
      第64回理論応用力学講演会
  • [Presentation] A Study on A DDM-based Data Compression System for the Large-scale Finite Element Analysis2017

    • Author(s)
      Liu, L. and Ogino, M.
    • Organizer
      第22回計算工学講演会
  • [Presentation] SPH粒子法コードとADVENTUREによる並列流体構造連成解析システムに関する検討2017

    • Author(s)
      岩間拓也, 荻野正雄, 浅井光輝, 鍋倉昌博
    • Organizer
      第22回計算工学講演会
  • [Presentation] 多階層領域分割法による非定常熱解析ソルバの開発2017

    • Author(s)
      淀薫, 塩谷隆二, 荻野正雄
    • Organizer
      第22回計算工学講演会
  • [Presentation] 数百億自由度の高周波電磁界解析2017

    • Author(s)
      杉本振一郎, 武居周, 荻野正雄
    • Organizer
      第22回計算工学講演会
  • [Presentation] 混合精度演算を用いた電磁界シミュレーションにおけるCOCG法の収束性改善2017

    • Author(s)
      桝井晃基, 荻野正雄
    • Organizer
      第22回計算工学講演会
  • [Presentation] 電磁場解析向け階層分割型数値計算フレームワークの高速化検討(第2報)2017

    • Author(s)
      杉本振一郎, 荻野正雄
    • Organizer
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • [Presentation] 静磁場領域分割解析におけるコース問題の不完全反復解法2017

    • Author(s)
      金山寛, 荻野正雄, 杉本振一郎
    • Organizer
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • [Presentation] ゴム中フィラー凝集構造のディープラーニングによる画像判別評価2017

    • Author(s)
      萩田克美, 冨永哲雄, 曽根卓男, 高橋一郎, LEE CHONHO, 荻野正雄
    • Organizer
      つくばソフトマター研究会2017
  • [Presentation] Analysis of Rotating Machines using Hierarchical Domain Decomposition Method2017

    • Author(s)
      Shin-ichiro SUGIMOTO
    • Organizer
      The 36th JSST Annual Conference, International Conference on Simulation Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 階層型領域分割法を用いた回転機の並列解析2017

    • Author(s)
      杉本振一郎
    • Organizer
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • [Presentation] 階層型領域分割法での移動体の考慮(第2報)2017

    • Author(s)
      杉本振一郎
    • Organizer
      日本機械学会 第30回計算力学講演会
  • [Presentation] 数百億自由度の電磁界解析2017

    • Author(s)
      杉本振一郎, 武居周, 荻野正雄
    • Organizer
      電気学会 静止器・回転機合同研究会
  • [Presentation] 大規模有限要素解析のための並列計算機環境構築と性能評価2017

    • Author(s)
      相川勝, 武居周
    • Organizer
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [Presentation] 時間調和渦電流解析の部分領域問題の直接解法に関する検討2017

    • Author(s)
      水間健仁, 武居周
    • Organizer
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [Presentation] 時間領域並列有限要素法に基づく大規模音響解析の研究・開発2017

    • Author(s)
      山本広太, 工藤彰洋, 武居周
    • Organizer
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [Presentation] 領域分割法に基づく高周波電磁界解析手法の一検討2017

    • Author(s)
      東勇, 武居周
    • Organizer
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [Presentation] 数値人体モデルを用いた感電時の電流解析の並列化2017

    • Author(s)
      野村政宗, 太良尾浩生, 武居周
    • Organizer
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [Presentation] 大空間の音場設計に向けた並列音響解析手法の検討2017

    • Author(s)
      村上裕哉, 武居周
    • Organizer
      第70回電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [Presentation] 電気機器解析に向けた電磁界解析手法の基礎検討2017

    • Author(s)
      村上裕哉, 武居周
    • Organizer
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD29)
  • [Presentation] 解剖学的人体データを用いた感電時の電流解析手法の高速化検討2017

    • Author(s)
      野村政宗, 太良尾浩生, 武居周
    • Organizer
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD29)
  • [Presentation] 領域分割法に基づく電磁界解析のインターフェース問題の収束性改善2017

    • Author(s)
      水間健仁, 武居周
    • Organizer
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD29)
  • [Remarks] 第1回大規模電磁界数値解析手法に関する研究シンポジウム

    • URL

      https://sites.google.com/view/lscem2018/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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