不連続ガレルキン時間領域法に基づく電磁界・回路混合解析に関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26330068
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: 渡邉 貴之 静岡県立大学, 経営情報学部, 准教授 (90326124)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 電磁界シミュレーション / 回路シミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、不連続ガレルキン時間領域（DGTD）法による電磁界解析と、SPICE型やLeapfrog型回路シミュレータとの汎用性を持った混合解析技術の確立を目指している。また、DGTD法と回路シミュレータとを並列分散処理することで、超大規模な系に対してスケーラブルな解析コストの実現を目指している。平成28年度は、平成27年度に検討したLeapfrog型の回路解析アルゴリズムの電磁界解析ソルバへの組み込みを進めた。具体的には、陰解法を採用しているSPICE型の回路解析アルゴリズムと比較して、Leapfrog型の回路解析アルゴリズムは陽解法であり、各節点の電圧値と節点間の電流値を行列計算によらず交互に計算することで求めることができるため、並列化に適しており、DGTD法の電界・磁界の更新式とも親和性が高い。そのため、回路解析ソルバと電磁界解析ソルバを何らかのプロセス間通信などでタイムステップの同期を取り、計算結果を相互に交換することで連携させるのではなく、電磁界解析ソルバ内に回路解析アルゴリズムを直接実装するという方針で混合解析シミュレータの開発を継続した。また、混合解析シミュレータは、今後のGPUによる並列分散処理への展開を考慮し、Linux上のNVidia社のGPUプログラム開発環境であるCUDA/C++環境下での実装を行なった。ただし、現状では小規模から中規模の例題に対するCPUを用いたシングルスレッドでの実行による検証中となっており、マルチCPU/GPUによる並列分散処理技術の確立については、検討を開始した段階にある。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

SPICE型回路シミュレータとの連携機構の実装を見直し、Leapfrog型の回路解析アルゴリズムとの直接的な結合による混合解析シミュレータの実現へと研究開発方針を変更したことによって、開発に想定以上の時間を要したため、28年度内に予定していた成果発表が実現できていない。また、同様の理由によってマルチCPU/GPUによる並列分散処理技術の確立の着手に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

現在までの研究実績を早急にまとめて成果発表を行う。また、混合解析シミュレータについて、CUDA/C++環境下での並列化を実装し、大規模な例題を用いたスケーラビリティの評価を行う。

Causes of Carryover

当初予定していた国内学会及び国際会議での成果発表がプログラム開発の遅延によって実現できなかったため、主に旅費について次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

現在までの研究成果を早急にまとめて、当初平成28年度に予定していた成果発表を国内学会及び国際会議にて実施する。