2022 Fiscal Year Annual Research 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, 研究副主幹 (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ー / 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 |
スーパーコンピュータ（スパコン）のI/Oボトルネックを回避するために、大規模シミュレーションの結果データを出力せず、計算と同時に可視化・解析を実施するIn-Situ可視化の重要性が増している。我々はこれまでに、CPU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ことである。
初年度は、GPU上で動作する小規模テストケースを対象にIn-Situ PBVRのプロトタイプを構築した。
次年度は、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。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。
最終年度は、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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