Fast Numerical Simulation of Gas Liquid Solid Multiphase Flow with Distributed Visualization

• Project/Area Number: 24500057
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Computer system/Network
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: ANDO Hidetoshi 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (50221742)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TORIYAMA Koji 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50313789)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2012: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 高性能計算 / 可視化 / 流体シミュレーション / GPU / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 分散処理 / 多相流体シミュレーション / 数値計算

Outline of Final Research Achievements

We developed a fast and stable method to compute gas-liquid-solid multiphase simulation on GPU cluster environment. We also implemented distributed photorealistic visualization method based on ray tracing technique with dynamic load balancing capability. Heat transfer is also considered to realize multiphase thermal flow simulation. To run large scale numerical simulation under small size GPU cluster, a GPU computation technique using data on CPU memory with data transfer on demand is implemented. Data communication time is almost completely hidden by transferring data while running GPU kernel code.

Research Products

• [Presentation] スレッドブロック毎の処理判定によるVOF輸送及びLevelSet関数計算の改善と評価 (2014)
  • Author(s): 丸山雅広
  • Organizer: 第28回数値流体力学シンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2014-12-09 – 2014-12-11
• [Presentation] DISTRIBUTED PHOTOREALISTIC AND SCIENTIFIC VISUALIZATION OF MULTIPHASE FLOW IN MULTIPLE GPU ENVIRONMENT (2014)
  • Author(s): Hidetoshi Ando
  • Organizer: The 25th International Symposium on Transport Phenomena
  • Place of Presentation: Aonang Villa Resort, Krabi, Thailand
  • Year and Date: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [Presentation] 物体移流に細密格子を用いたGPU上での固気液多相流体シミュレーションの改善 (2014)
  • Author(s): 丸山雅広
  • Organizer: 第19回計算工学講演会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] 格子数が方向により大きく異る解析領域に対するGMGCG法のGPU上での評価 (2014)
  • Author(s): 加藤義和
  • Organizer: 第19回計算工学講演会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] GPU上でのKrylov部分空間法のためのMulti Grid前処理の評価 (2013)
  • Author(s): 加藤義和
  • Organizer: 第18回計算工学講演会（日本計算工学会）
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所（目黒区）
• [Presentation] Real-Time Visualization of Multiphase Thermal Flow Simulation with Variable Transparency on GPU (2013)
  • Author(s): Hidetoshi Ando
  • Organizer: 9th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
  • Place of Presentation: HANWHA Resort 海雲台（大韓民国）
• [Presentation] 固気液多相流体シミュレーョンのGPU 上でのレイトーシングによる分散可視化 (2013)
  • Author(s): 末吉飛将
  • Organizer: 可視化情報全国講演会2013（可視化情報学会）
  • Place of Presentation: 会津大学（会津若松市）
• [Presentation] A Fast and Stable Gas-Liquid-Solid Three-Phase Flow Simulation and Visualization on Multiple GPUs (2013)
  • Author(s): Hidetoshi Ando
  • Organizer: 5TH ASIA PACIFIC CONGRESS ON COMPUTATIONAL MECHANICS
  • Place of Presentation: インターコンチネンタルホテル（シンガポール）
• [Presentation] 小規模GPUクラスタ上での分散レイトレーシングによる即時可視化と多相流体シミュレーションの構築と評価 (2013)
  • Author(s): 加藤義和
  • Organizer: 第27回数値流体力学シンポジウム（数値流体力学会）
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
• [Presentation] 動的可変型圧縮に対応した映像配信およびGPUによる高速化 (2013)
  • Author(s): 村上敬亮
  • Organizer: 動的画像処理実利用化ワークショップ2013
  • Place of Presentation: 静岡大学(浜松市)
• [Presentation] GPUクラスタ上でのVSIAM3におけるデータ交換時間の隠蔽の実装と評価 (2012)
  • Author(s): 鳥山孝司
  • Organizer: 第１７回 計算工学講演会(日本計算工学会)
  • Place of Presentation: 京都教育文化センター(京都市)
• [Presentation] GPU上での多相熱流体シミュレーションにおける反復法の実装と評価 (2012)
  • Author(s): 安藤英俊
  • Organizer: 第４回アクセラレーション技術発表討論会(電子情報通信学会)
  • Place of Presentation: 福井大学(福井市)
• [Presentation] 指定領域内の品質保持に対応した 可変型映像圧縮法およびGPUによる高速化 (2012)
  • Author(s): 村上敬亮
  • Organizer: 情報処理学会 グラフィクスとCAD研究会 第149回研究発表会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学(横浜市)
• [Presentation] GPUを用いた多相流体シミュレーションの分散レイトレーシングによる可視化 (2012)
  • Author(s): 末吉飛将
  • Organizer: 第26回数値流体力学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立オリンピック記念青少年総合センター(渋谷区)