2023 Fiscal Year Annual Research Report
ハイパーサーミア・シミュレーションに向けた大規模並列連成計算
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21K04200
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
河合 浩志 東洋大学, 総合情報学部, 教授 (00616443)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武居 周 宮崎大学, 工学部, 准教授 (40598348)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 高周波電磁界解析 / 音響解析 / メッシュ生成 / 大規模計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、これまで推進してきた電磁界解析-熱伝導解析の並列大規模マルチフィジックス計算の研究開発をもとに、強力集束超音波 （High Intensity Focused Ultrasound: HIFU）も対象とする、患者固有の高精細な人体解剖データを直接用いることが可能な、癌温熱療法（ハイパーサーミア）シミュレータを開発した。今年度は、電磁界、超音波、熱伝導解析向けの領域分割型並列計算ライブラリにより各物理計算機能を統一的に構築する研究開発において、領域分割法ライブラリにマルチフロンタル法に基づく疎行列直接法を導入した。また、高速にメッシュ生成が可能なアドバンシング・フロント法に基づく並列メッシュ生成アルゴリズムを開発した。
これらのアルゴリズムを現在代表者等が長年開発メンバーとして携わっている東京大学ADVENTURE Project（プロジェクトリーダー：東京大学大学院 教授 吉村忍）においてオープンソース・ソフトウエアとして公開している並列高周波電磁界解析コード"ADVENTURE_FullWave"と，並列音響解析コード"ADVENTURE_Sound"に実装されいてる部分領域解法は、ガウスの消去法が適用さている。これをスレッド並列可能な疎行列直接法に置き換えて、高速化が実現できることを確認した。また、現在ADVENTURE Projectにおいて公開しているメッシュ生成ソフトウエア"ADVENTURE_TetMesh"はドロネー分割に基づくアルゴリズムとなっており、並列化が不可であることから、並列化が可能なアドバンシング・フロント法の適用を検討し、メッシュ生成の高速化可能性を検討した。
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