ペタフロップス級計算機に向けた次世代CFDの研究開発

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21226018
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中橋 和博 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 悟 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90192799) ; 大林 茂 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80183028) ; 小林 広明 東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (40205480) ; 山本 一臣 (独)宇宙航空研究開発機構, 航空プログラムグループ, 主幹研究員 (80358465)
• Keywords: 流体工学 / 航空宇宙工学 / シミュレーション工学 / 計算機システム / 流体

Research Abstract

次世代CFDアルゴリズム研究として、大規模な格子生成法を開発するとともに、非圧縮性流れに対するソルバーの演算効率の改善を研究グループ内の協力で進めた。その成果はH22年度5月の国際会議で発表予定である。また、計算領域の接合に関する高精度化、次世代CFDとして必須のデータ圧縮法の提案等を行うとともに、航空機脚等からの空力音解析への適用、乱流モデル導入や壁境界検証等での翼型計算等、実問題応用に向けた研究を進めた。
またCFD応用の拡大として、環境適合型航空機等への最適設計手法の高度化を進めた。この成果は次世代CFDとの組み合わせで流体機械設計の高性能化が期待できる。一方、次世代CFDに不可欠な高性能計算機の高度利用方法についての研究も進め、今後の計算機アーキテクチャと計算アルゴリズムとの密な連携による次世代CFD構築に対しての重要な知見が得られつつある。

Research Products

• [Journal Article] 高次精度補間を導入した特性インターフェイス条件によるマルチブロック計算法 (2009)
  • Author(s): 住隆博, 黒滝卓司, 桧山淳
  • Journal Title: 日本航空宇宙学会和文論文集 57 Pages: 196-209
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development and Investigation of Efficient GA/PSO-Hybrid Algorithm Applicable to Real-World Design Optimization (2009)
  • Author(s): Shinkyu Jeong
  • Journal Title: IEEE COMPUTATIONAL INTELLIGENCE MAGAZINE Vol.4 Pages: 39-44
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Practical Implementation of Robust Design Assisted by Response Surface Approximation and Visual Data-Mining (2009)
  • Author(s): Koji Shimoyama
  • Journal Title: Journal of Mechanical Design Vol.131 Pages: 1-11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Prediction of Unsteady Flows through Whole Nozzle-Rotor Cascade Channels with Partial Admission (2009)
  • Author(s): Yasuhiro Sasao
  • Journal Title: Int.J.of Fluid Machinery and Systems 2 Pages: 248-258
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 蒸気タービン翼列における湿り蒸気流れの数値解法の現状 (2009)
  • Author(s): 山本悟
  • Journal Title: ターボ機械 37 Pages: 37-44
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Visualization and Knowledge Mining in Multidisciplinary Design Space (2010)
  • Author(s): Shigeru Obayashi
  • Organizer: Database Workshop II for multiphysics optimization software validation.招待講演
  • Place of Presentation: Jyvaskyla, Finland
  • Year and Date: 2010-03-11
• [Presentation] Acceleration of Supercritical-fluid Flow Computation using an Accurate Look-up Table of Thermophysical Properties (2010)
  • Author(s): Takashi Furusawa
  • Organizer: 8th Asian Computational Fluid Dynamics Conference
  • Place of Presentation: Hong Kong, China
  • Year and Date: 2010-01-12
• [Presentation] Data Compression of Large-Scale Flow Computation Using Discrete Wavelet Transform (2010)
  • Author(s): Ryotaro Sakai, Daisuke Sasaki, Kazuhiro Nakahashi
  • Organizer: 48^<th> AIAA Aerospace Sciences Meeting
  • Place of Presentation: Orlando, U.S.A.
  • Year and Date: 2010-01-07
• [Presentation] RANS Simulation around Airfoils Using Building-Cube Method (2010)
  • Author(s): Shigenori Nishimoto, Daisuke Sasaki, Kazuhiro Nakahashi
  • Organizer: 48^<th> AIAA Aerospace Sciences Meeting
  • Place of Presentation: Orlando, U.S.A.
  • Year and Date: 2010-01-05
• [Presentation] 簡素化した航空機主脚周りの非定常流体解析 (2009)
  • Author(s): 今村, 平井, 雨宮, 横川, 榎本, 山本
  • Organizer: 第23回数値流体力学シンポジウム.招待講演
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 20091216-20091218
• [Presentation] 非構造格子法と構造格子法のカップリングによるヘリコプター周りの数値計算 (2009)
  • Author(s): 高山央貴, 佐々木大輔, 中橋和博, 田辺安忠, 齊藤茂
  • Organizer: 第23回数値流体力学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-12-18
• [Presentation] F関数法を用いた超音速旅客機の低ブーム設計 (2009)
  • Author(s): 野口遼太, 松島紀佐, 佐々木大輔, 中橋和博
  • Organizer: 第23回数値流体力学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-12-17
• [Presentation] ウェーブレット変換を用いた大規模流体計算データの圧縮 (2009)
  • Author(s): 坂井玲太郎, 佐々木大輔, 中橋和博
  • Organizer: 第23回数値流体力学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-12-17
• [Presentation] 東北大学大規模科学計算システムの運用とベクトルコンピューティングに関する研究開発 (2009)
  • Author(s): 小林広明
  • Organizer: PCクラスタシンポジウム.招待講演
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Performance Evaluation of NEC SX-9 using Real Science and Engineering Applications (2009)
  • Author(s): Takashi Soga, Akihiro Musa, Youichi Shimomura, Ken'ichi Itakura, Koki Okabe, Ryusuke Egawa, Hiroyuki Takizawa, Hiroaki Kobayashi
  • Organizer: International Conference on High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis(SC09)
  • Place of Presentation: Portland, U.S.A.
  • Year and Date: 2009-11-19
• [Presentation] Numerical and Experimental Investigations of Unsteady 3-D Flow through Two-stage Cascades in Steam Turbine Model (2009)
  • Author(s): Yasuhiro Sasao, Hiroto Kato, Satoru Yamamoto, Hiroshi Satsuki, Hiroharu Ooyama, Kouichi Ishizaka
  • Organizer: Int.Conf.on Power Engineering 2009
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-11-18
• [Presentation] Supercomputers and Supercomputing in Tohoku University (2009)
  • Author(s): Hiroaki Kobayashi
  • Organizer: JAEASC09-Workshop.招待講演
  • Place of Presentation: Portland, USA
  • Year and Date: 2009-11-18
• [Presentation] Aerodynamic Optimization of an Aircraft Configuration with Over-the-Wing Nacelle (2009)
  • Author(s): Ryota Yoneta, Daisuke Sasaki, Kazuhiro Nakahashi
  • Organizer: APISAT 2009
  • Place of Presentation: 岐阜市
  • Year and Date: 2009-11-05
• [Presentation] Construction of Low Boom Design Technique for Supersonic Transport by Using an Inverse Problem (2009)
  • Author(s): Ryota Noguchi, Kisa Matsushima, Daisuke Sasaki, Kazuhiro Nakahashi
  • Organizer: APISAT 2009
  • Place of Presentation: 岐阜市
  • Year and Date: 2009-11-05
• [Presentation] Supersonic Biplane-Toward Efficient Supersonic Transport (2009)
  • Author(s): D.Maruyama, K.Nakahashi, K.Kusunose, K.Matsushima
  • Organizer: CEAS2009
  • Place of Presentation: Manchester, UK
  • Year and Date: 2009-10-29
• [Presentation] Block-Structured Cartesian Mesh Approach for Near-Future Peta/Exa-Scale CFD (2009)
  • Author(s): Kazuhiro Nakahashi
  • Organizer: 18^<th> International Meshing Roundtable, 基調講演
  • Place of Presentation: Salt Lake City, U.S.A.
  • Year and Date: 2009-10-27
• [Presentation] ラボコンピューティングからペタコンピューティングへの橋渡しを目指して～共同利用・共同研究拠点として新しい時代の情報基盤センターの役割～ (2009)
  • Author(s): 小林広明
  • Organizer: 第4回国立大学法人情報系センター長会議基調講演.招待講演
  • Place of Presentation: 福島市
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] HPC R&D of Cyberscience Center (2009)
  • Author(s): Hiroaki Kobayashi
  • Organizer: 11^<th> Teraflop Workshop.招待講演
  • Place of Presentation: Sendai, Japan
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] Coupling Method of Unstructured and Structured Grids for Flow Around ROBIN Configuration (2009)
  • Author(s): Oki TAKAYAMA, Daisuke SASAKI, Kazuhiro NAKAHASHI, Yasutada TANABE, Shigeru SAITO
  • Organizer: 2nd International Forum on Rotorcraft Multidisciplinary Technology
  • Place of Presentation: ソウル、韓国
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] Supercritical-fluids Simulator(SFS)applied to CO2 and H2O Flows with Phase Change (2009)
  • Author(s): Satoru Yamamoto
  • Organizer: Int.Conf.on Supercritical Fluid, Supergreen 2009招待講演
  • Place of Presentation: Sendai, Japan
  • Year and Date: 2009-10-15
• [Presentation] 実アプリケーションによるチップマルチベクトルプロセッサの性能評価 (2009)
  • Author(s): 佐藤義永, 撫佐昭裕, 江川隆輔, 滝沢寛之, 岡部公起, 小林広明
  • Organizer: Next-generation supercomputer symposium 2009
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2009-10-07
• [Presentation] Building-Cube法に基づく円柱周りの空力音の解析 (2009)
  • Author(s): 恩田博, 高橋俊, 佐々木大輔, 中橋和博
  • Organizer: 2009年度機械学会年次大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2009-09-14
• [Presentation] Performance Tuning and Analysis of Future Vector Processors Based on the Roofline Model (2009)
  • Author(s): Yoshiei Sato, Ryuichi Nagaoka, Akihiro Musa, Ryusuke Egawa, Hiroyuki Takizawa, Koki Okabe, Hiroaki Kobayashi
  • Organizer: 10th MEDEA workshop on Memory performance
  • Place of Presentation: Raleigh, U.S.A.
  • Year and Date: 2009-09-13
• [Presentation] 21世紀はベクトルコンピューティングの時代!? (2009)
  • Author(s): 小林広明
  • Organizer: 第8回情報科学技術フォーラム特別企画.招待講演
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-09-03
• [Presentation] キャッシュメモリを有するベクトルプロセッサのためのプログラム最適化手法 (2009)
  • Author(s): 佐藤義永, 永岡龍一, 撫佐昭裕, 江川隆輔, 滝沢寛之, 岡部公起, 小林広明
  • Organizer: Proceedings of Summer United Workshops on Parallel, Distributed and Cooperative Processing(SWoPP2009)
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-08-04
• [Presentation] Multi-Objective Design Exploration(MODE)-Visualization and Mapping of Design Space (2009)
  • Author(s): Shigeru Obayashi
  • Organizer: Machine Learning for Aerospace International Workshop.招待講演
  • Place of Presentation: Marseille, France
  • Year and Date: 2009-07-03
• [Presentation] Progress and Expectation of CFD for Near-Future Peta-Flops Computers (2009)
  • Author(s): K.Nakahashi, S.Takahashi, T.Ishida
  • Organizer: Parallel CFD 2009,基調講演
  • Place of Presentation: Moffett Field, U.S.A
  • Year and Date: 2009-05-22
• [Book] High Performance Computing on Vector Systems 2009 (2009)
  • Author(s): Resch, M., Roller, S., Benkert, K., Galle, M., Bez, W., Kobayashi, H.(Eds.)
  • Total Pages: 250
  • Publisher: Springer-Verlag(ISBN : 978-3-642-03912-6)