2021 Fiscal Year Research-status Report
大規模分散GPGPUシミュレーションの対話的In-Situ可視化
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20K11844
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
河村 拓馬 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (90718248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野寺 直幸 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究職 (50614484)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | GPUスーパーコンピュータ / 汚染物質の大気拡散シミュレーション / 実時間解析 / 実時間可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでに、CPUスーパーコンピュータ（スパコン）上のシミュレーション向けに、粒子ベース可視化技術を活用して対話的なIn-Situ可視化解析フレームワーク”In-Situ PBVR”を構築してきた。本研究では最先端のGPUスパコン向けにIn-Situ PBVRを移植し、大規模で高速なシミュレーションを対話的に可視化・解析するフレームワークを構築する。
昨年度は、GPUスパコン上で動作する都市気流シミュレーションCityLBMを適用対象として移植作業を実施した。CityLBMは適応格子細分化（AMR）格子を用いたマルチスケールの乱流計算が可能であり、都市内部から放出された汚染物質の大気拡散を実時間で解析できる。そのため、可視化処理がシミュレーション性能を阻害しないように、シミュレーションをGPUで、可視化処理をCPUで非同期に行うフレームワークを構築した。
今年度は、可視化と同時に汚染物質濃度の時系列の値をモニタリングし、その結果を観察しながら計算パラメータを対話的に変更するIn-Situステアリング機能を開発した。この機能の有効性を検証するために、モニタリングスポットに汚染物質濃度を試験的に設定し、In-Situステアリングにより汚染源の位置を対話的に変更することで、最適な汚染源の位置を探索できることを示した。
本研究の意義は、従来可視化手法では困難だった、実時間解析を阻害しない実時間可視化、および実時間のIn-Situステアリングを達成したことである。
原子力分野では原発事故や核テロの対策に向けて汚染物質大気拡散のリアルタイム予測システムの構築を目指しており、本研究はその成立に重要な役割を果たす。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は研究実施計画の研究項目３：「GPUシミュレーションの実時間可視化」を実施した。目標である実時間解析の一貫として、実時間の計算パラメータステアリング機能の開発とデモンストレーションを実施できたため、進捗は順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、研究項目３：「GPUシミュレーションの実時間可視化」を推進した。次年度は可視化解析機能を充実させ、実時間解析を達成する予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は、新型コロナウイルス感染症の感染拡大の影響を受け、学会参加のための旅費が不要となったため、次年度使用額が生じることになった。次年度使用額は、次年度分経費と合わせて、リモートワーク環境の整備に係る費用として使用する。
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