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建築・都市環境の計算流体力学における超並列計算システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 04505003
研究種目

試験研究(A)

配分区分補助金
研究分野 建築設備・環境工学
研究機関東京大学

研究代表者

村上 周三  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40013180)

研究分担者 水谷 国男  三建設備工業(株), 技術本部, 研究主査
内海 康雄  宮城工業高等専門学校, 助教授 (30168728)
持田 灯  東京大学, 生産技術研究所, 講師 (00183658)
加藤 信介  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (00142240)
研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
47,000千円 (直接経費: 47,000千円)
1993年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
1992年度: 41,000千円 (直接経費: 41,000千円)
キーワード乱流数値解析 / 並列処理 / 建築環境工学 / 並列解法 / 通信時間 / 並列計算効率 / SIMPLED法 / アルゴリズム / 並列計算 / 計算流体力学 / LES / 建築・都市環境 / 室内気流 / 建物周辺気流
研究概要

乱流解析において詳細な風速、圧力を解析するためには極めて多くの計算量を必要とし、高速化、大容量という要求を満たすものは並列計算機が最も有力である。
本研究では、大規模な流体数値解析において、今後主流になると考えられる並列計算機における流れのシミュレーションアルゴリズムを検討した。現時点では建築環境工学に係わる流れ場に対して並列処理による流体の数値シミュレーションが行なわれた例は少なく、並列計算を適用する場合に未解決の課題が数多く残されている。本研究では、並列処理と流体数値解析の現状を検討した上で、建築環境問題への具体的な適用における並列解法及びアルゴリズムを考察し、並列処理適用に関する問題点を明らかにした。また、並列計算機の一例としてHXnet型の並列処理計算機ADENARTを用いて、SIMPLE-D法による2次元及び3次元のCavity flowの計算の並列処理を行い、その並列処理の性能と各CPU間の通信時間の関係を検討した。3次元のCavity flowの場合、256個のCPUを使用する並列処理は逐次処理の場合に比べ、約100倍の加速率を示す他、各CPU間の通信時間が総計算時間の約10%となるなど、従来の流体並列処理の事例に比べても、並列化効率がかなり高いことを確認している。これにより大規模な実用計算にこの並列計算処理の適用が有効であることを示している。
以上、本研究は建築環境工学に係る流体シミュレーションの並列化に関し、数多くの独自の視点からこれを検討するとともに、今後急速な発展が期待される並列計算機へ適用が可能な高速数値計算のアルゴリズムを開発しその有効性を確認している。これは今後実用面で幅広く実施されることになる大規模な流れのシミュレーションのための数多くの貴重な知見を得るものであり、同時にこの分野の将来進むべき方向を示した研究であると言える。

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] 岡本理,村上周三,加藤信介,張維: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その4) HXnet型並列計算機におけるSIMPLED法の並列処理" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 725-726 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 張維,村上周三,加藤信介: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その5) Multigrid法の適用による計算の高速化" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 727-728 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 加藤信介,村上周三,張維,岡本理: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その6) HXnet型並列計算機を用いたSIMPLED法による3次元流れ場の並列処理" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 117-120 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 張維,村上周三,加藤信介: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その7) Multigrid法による2次元室内気流の数値シミュレーション" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 121-124 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 加藤信介,村上周三,張維,岡本理,三浦靖弘: "HXnet型並列計算機を用いたSINPLED法による3次元流れ場の並列処理" 第7回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 551-554 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadashi Okamoto, Shuzo Murakami, Shinsuke Kato, Zhang Wei: "Study on Parallel Processing of Computational Fluid Dynamics (Part. 4) Parallel Processing of SIMPLED Method with HXnet" Summaries of Technical Papers of Annual Meeting Architectural Institute of Japan Environmental Engineering. 725-726 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhang Wei, Shuzo Murakami, Shinsuke Kato: "Study on Parallel Processing of Computational Fluid Dynamics (Part. 5) Application of Multigrid Method with SIMPLED" Summaries of Technical Papers of Annual Meeting Architectural Institute of Japan Environmental Engineering. 727-728 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinsuke Kato, Shuzo Murakami, Zhang Wei, Tadashi Okamoto: "Study on Parallel Processing of Computational Fluid Dynamics (Part. 6) Parallel Processing of SIMPLED Method with HXnet for 3D Cavity Flow" Annual Meeting of Society of Heating, Air-Conditioning and Sanitary Engineers of Japan. 117-120 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhang Wei, Shuzo Murakami, Shinsuke Kato: "Study on Parallel Processing of Computational Fluid Dynamics (Part. 7) Multigrid Method and its Application for Two-dimensional Airflow in Room" Annual Meeting of Society of Heating, Air-Conditioning and Sanitary Engineers of Japan. 121-124 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinsuke Kato, Shuzo Murakami, Zhang Wei, Tadashi Okamoto: "HXnet Parallel Processing of SIMPLED Method for 3D Cavity Flow" Annual Meeting of Society of Computational Fluid Dynamics of Japan.551-554 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 張維,村上周三,加藤信介,内海康雄: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その3) 並列処理におけるMultigrid法の適用" 日本建築学会関東支部研究報告集. 165-168 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 岡本理,村上周三,加藤信介,張維: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その4) HXnet型並列計算機におけるSIMPLED法の並列処理" 日本建築学会大会学術講演梗概集(関東). 725-726 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 張維,村上周三,加藤信介: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その5) Multigrid法の適用による計算の高速化" 日本建築学会大会学術講演梗概集(関東). 727-728 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 加藤信介,村上周三,張維,岡本理: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その6) HXnet型並列計算機を用いたSIMPLED法による3次元流れ場の並列処理" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 117-120 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 張維,村上周三,加藤信介: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その7) Multigrid法による2次元室内気流の数値シミュレーション" 空気調和・衛生工学会学術講演論文集. 121-124 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 加藤信介,村上周三,張維,岡本理,三浦靖弘: "HXnet型並列計算機を用いたSIMPLED法による3次元流れ場の並列処理" 第7回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 551-554 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 村上 周三,加藤 信介,内海 康雄,水谷 国男: "超並列計算機による室内気流計算並列演算処理に伴う高速化の検討" 日本建築学会大学学術講演梗概集(北陸). 503-504 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.KATO,S.MURAKAMI,Y.UTSMI,K.MIZUTANI: "Application of Massive Parallel Computer to Computational Wind Engineering" Journal of Wind Engineering. No.52. 386-393 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 内海 康雄,村上 周三,加藤 信介,張 維: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その1)並列計算機とその利用の概要" 日本建築学会関東支部研究報告集. (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 張 維,村上 周三,加藤 信介,内海 康雄: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その2)離散化方程式の緩和計算とその並列アルゴリズム" 日本建築学会関東支部研究報告集. (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 張 維,村上 周三,加藤 信介,内海 康雄: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その3)並列処理におけるMultigrid法の適用" 日本建築学会関東支部研究報告集. (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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