2016 Fiscal Year Annual Research Report
Simulation Code Optimization for DNS of Turbulence toward Peta-scale Computing
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26390130
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
横川 三津夫 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (70358307)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森下 浩二 神戸大学, 計算科学教育センター, 特命助教 (50634648)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 直接数値シミュレーション / 並列計算 / エイリアス誤差除去 / スーパーコンピュータ / 一様等方性乱流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
境界壁を持たない乱流の中で周期境界条件を満たす最も規範的な一様等方性非圧縮性乱流（カノニカル乱流）の振る舞いをシミュレーションすることを目的に，開発した周期境界条件を課した3次元立方体領域においてナビエ・ストークス方程式を解く2軸方向の領域分割による並列化直接数値シミュレーション（DNS）コードを用い，世界最大規模のDNSを実行した．
DNSコードでは，空間離散化にフーリエ・スペクトル法，時間積分には4段４次ルンゲ・クッタ法を用いた．スペクトル法特有の空間のエイリアス誤差に対しては，位相シフト法（phase shift法）と球状領域外の高モード打ち切りによるエイリアス誤差除去方法を用いた．並列化は，OpenMPによるスレッド並列とMPIによるプロセス並列の両方を用いたハイブリッド並列化を行うと同時に，3次元高速フーリエ変換の並列軸交換に伴うデータ転置処理に対し，大域通信を3次元領域のスラブ面に閉じ込めるために，メッセージ・パッシング・インターフェース（MPI）のコミュニケータを利用し，通信を限定するとともに，計算との同時実行を試みた．
大規模シミュレーションでは，格子点数12288の3乗，kmax・η=1の世界最大規模の乱流DNSをさらに進め、世界最大レイノルズ数Rλ~2300の乱流データの取得を継続した．これらの結果は，今後の乱流データベース公開に向けて乗りようを検討している．また，圧力のポアソン方程式のみに対して，スペクトル法を適用した場合の計算精度に関する検討に向けたコードの改良を図った．
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[Presentation] Vortex Clusters and Their Time Evolution in High-Reynolds-Number Turbulence2016
Author(s)
Ishihara, T., Uno, A., Morishita, K., Yokokawa, M., and Kaneda, Y.
Organizer
APS Division of Fluid Dynamics Meeting
Place of Presentation
Portland, U.S.A.
Year and Date
2016-11-20 – 2016-11-22
Int'l Joint Research
