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2008 Fiscal Year Annual Research Report

多モーメント手法による多目的CFDコアの開発

Research Project

Project/Area Number 19360043
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

青木 尊之  Tokyo Institute of Technology, 学術国際情報センター, 教授 (00184036)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 内海 隆行  山口東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (50360433)
小林 宏充  慶応義塾大学, 法学部, 准教授 (60317336)
Keywords多モーメント / 保存形IDO法 / AMR / 乱流 / 数値流体力学 / Vlasov方程式 / マルチグリッド法 / LES
Research Abstract

多モーメント手法である保存形IDO法を圧縮性および非圧縮性流体計算に適応し、計算コアを開発した。必要な領域に必要な空間解像度を設定できる適合格子細分化手法に対して、Space filling曲線としてPeano曲線を用い、キャッシュ効率を高め動的負荷分散を行うことができた。移流計算に適用し、精度検証を行った。爆発計算について、初期高密度比の接触不連続面についても安定に計算できる単調性のフィルターを導入し、高次時間積分を行う計算コアを開発した。レーリーテーラー不安定性の成長過程の計算に適用し、非線形成長の領域においても、十分高い精度を有していることが明らかになった。Shallow Water方程式を解く津波計算については、非圧縮性流体計算については乱流LESの計算を開始し、エネルギースペクトルについてかなり精度の良い計算結果が得られた。保存形IDO法をプラズマの電子分布関数に対するVlasov方程式の計算に適用した計算では、分布関数の積を忠実に積分することにより、位相空間での2流体不安定性において従来の計算手法より計算精度の高い結果が得られた。多相流計算については、レベルセット関数の移流計算に保存形IDO法を導入し、高精度に移流できることを確認した。マルチグリッド法の検証を開始し、単相流体計算においてPoisson方程式を数十倍以上高速化することが確認できた。

  • Research Products

    (26 results)

All 2009 2008

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (21 results)

  • [Journal Article] フルGPUによるCFDアプリケーション2009

    • Author(s)
      青本尊之
    • Journal Title

      情報処理学会・特集記事「アクセラレータ, 再び-スパコン化の切り札」 Part 3 Vol. 50 No. 2

      Pages: 107-115

  • [Journal Article] Aspects of GPU for General Purpose High Performance Computing2009

    • Author(s)
      Reiji Suda, Takayuki Aoki, Shoichi Hirasawa, Akira Nukada Hiroki Honda Satoshi Matsuoka
    • Journal Title

      14th Asia and South Pacific Design Automation Conference Vol. 50 No. 2

      Pages: 216-223

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 並列計算技術の最新動向-スパコンと流体アプリケーション-2008

    • Author(s)
      青木尊之
    • Journal Title

      自動車技術 Vol. 62, No. 5

      Pages: 27-33

  • [Journal Article] 保存形IDO(局所補間微分オペレータ)法2008

    • Author(s)
      青木尊之, 今井陽介
    • Journal Title

      応用数理学会誌「応用数理」 Vol. 18, No. 2

      Pages: 32-45

  • [Journal Article] Evaluating Power and Energy Consumption of FPGA-based Custom Computing Machines for Scientific Floating-Point Computation2008

    • Author(s)
      Kentaro Sano, Takeshi Nishikawa, Takayuki Aoki, Satoru Yamamoto
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Field-Programmable Technology 2008(ICFPT'08) (CD-ROM)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Remarkable Speed-up of CFD Applications by GPU Computing2009

    • Author(s)
      T. Aoki
    • Organizer
      13^<th> International Annual Symposium on Computational Science and Engineering
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2009-03-25
  • [Presentation] GPUのストリーミング計算によるHPCアプリケーションの高速化2009

    • Author(s)
      青木尊之
    • Organizer
      電子情報通信学会・総合大会パネルAP-1「回路とシステム領域におけるメニコア計算機の活用」
    • Place of Presentation
      愛媛
    • Year and Date
      2009-03-19
  • [Presentation] Real-Time Tsunami Simulation by using GPU2009

    • Author(s)
      T. Aoki
    • Organizer
      the Second International Conference on Geoinformation Technology for Natural Disaster Management and Rehabilitation
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2009-01-30
  • [Presentation] GPUによる高精度流体計算の超高速化2009

    • Author(s)
      青木尊之
    • Organizer
      気象庁予報課コロキウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-01-23
  • [Presentation] MULTI-MOMENT EULER SCHEME FOR COMPUTATIONAL FUID DYNAMICS2008

    • Author(s)
      Takayuki Aoki
    • Organizer
      8th. World Congress on Computational Mechanics (WCCM8), 5th. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering(ECCOMAS 2008)
    • Place of Presentation
      Venice, Italy
    • Year and Date
      20080630-20080705
  • [Presentation] CFD simulations using an AMR-like approach in the PDE framework Peano2008

    • Author(s)
      Tobias Neckel, Miriam Mehl, Hans-Joachim Bungartz, Takayuki Aoki
    • Organizer
      第22回数値流体シンポジウム, J9-4
    • Place of Presentation
      東京(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-12-19
  • [Presentation] 保存型IDO法を用いたLES乱流計算手法2008

    • Author(s)
      小野寺直幸, 青木尊之, 小林宏充
    • Organizer
      第22回数値流体シンポジウム, C5-4
    • Place of Presentation
      東京(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-12-18
  • [Presentation] GPUコンピューティングによるCFDの超高速計算2008

    • Author(s)
      青木尊之
    • Organizer
      第22回数値流体シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-12-18
  • [Presentation] フルGPUによるCFDアプリケーション2008

    • Author(s)
      青木尊之, 小川 慧
    • Organizer
      日本機械学会・第21回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      琉球大学・沖縄(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-11-01
  • [Presentation] GPUを用いた保存形IDO法による高精度圧縮性流体の高速計算2008

    • Author(s)
      杉原健太, 青木尊之
    • Organizer
      日本機械学会・第21回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      琉球大学・沖縄(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-11-01
  • [Presentation] LES乱流モデルを用いた保存型IDO法によるチャネル乱流計算2008

    • Author(s)
      小野寺直幸, 青本尊之, 小林宏充
    • Organizer
      日本機械学会・第21回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      琉球大学・沖縄(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-11-01
  • [Presentation] IDO法によるPassive Scalar の乱流計算2008

    • Author(s)
      小林宏充, 青木尊之
    • Organizer
      日本機械学会・第21回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      琉球大学・沖縄(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-11-01
  • [Presentation] GPUによる3次元Cahn-Hilliard方程式に基づく相分離計算2008

    • Author(s)
      小川慧, 青木尊之
    • Organizer
      日本機械学会・第21回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      琉球大学・沖縄(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-11-01
  • [Presentation] GPU driven acceleration for solving the Shallow Water Equation2008

    • Author(s)
      Marlon Arce Acuna, Takayuki Aoki
    • Organizer
      日本機械学会・第21回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      琉球大学・沖縄(CD-ROM)
    • Year and Date
      2008-11-01
  • [Presentation] 完全Divergence -Free形式の保存型マノレチモーメント法2008

    • Author(s)
      杉原健太, 青木尊之
    • Organizer
      日本流体力学会年会講演予稿集, pp. 76
    • Place of Presentation
      神戸大学・兵庫
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] 円筒形状における気液二相流数値計算2008

    • Author(s)
      丹 愛彦, 青本尊之
    • Organizer
      日本流体力学会年会講演予稿集, pp. 87
    • Place of Presentation
      神戸大学・兵庫
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] CUDAによるPoisson方程式の定常反復計算2008

    • Author(s)
      青木尊之, 小川慧
    • Organizer
      可視化情報シンポジウム2008, Vol. 28, Suppl. No. l, pp. 255-258
    • Place of Presentation
      工学院大学・東京
    • Year and Date
      2008-07-24
  • [Presentation] CUDAによるプラズマ2流体不安定性計算の加速2008

    • Author(s)
      小川慧, 青木尊之
    • Organizer
      可視化情報シンポジウム2008, Vol. 28, Suppl. No. l, pp. 287-290
    • Place of Presentation
      工学院大学・東京
    • Year and Date
      2008-07-24
  • [Presentation] CUDAによる定常反復Poissonベンチマークの高速化2008

    • Author(s)
      小川慧, 青木尊之
    • Organizer
      情報処理学会第115回HPC研究会, pp. 19-23
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-05-24
  • [Presentation] 自由表面を含む粒子群-流体連成解析2008

    • Author(s)
      森口周二, 青木尊之
    • Organizer
      日本計算工学会・計算工学講演会論文集, Vol. 13, pp. 799-802
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2008-05-19
  • [Presentation] GPUを用いたCIP法によるプラズマ2流体不安定性の高速シミュレーション2008

    • Author(s)
      小川 慧, 青木尊之
    • Organizer
      日本計算工学会・計算工学講演会論文集, Vol. 13, pp. 837-840
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2008-05-19

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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