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PCクラスター並列計算環境におけるCFDコーティング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 14350524
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 船舶工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

田原 裕介  大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (10264805)

研究分担者 姫野 洋司  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50081394)
勝井 辰博  大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (80343416)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2004年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2003年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2002年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
キーワード計算流体力学 / PCクラスター / MPI / 高効率並列計算 / シミュレーション援用設計 / 領域分割法 / RANS方程式 / 並列非勾配法型非線形計画法 / 高速並列計算 / 高速並列計
研究概要

本研究の目的は,安価なPCクラスター並列計算環境におけるCFD,特にRANS法のコーディング技術の開発である.以前盛んに行われた計算コードのベクトル化の場合と異なり,並列計算の高効率化はコンパイラーオプションの発達だけでは達成できない.本研究ではRANS法およびその高度利用法,すなわち動的シミュレーションとRANS法応用船型自動最適化までを視野に入れた,コーディング技術の開発を目指した.研究の最終段階では64CPUクラスター環境においてもスケーラブル(scalable)であり,LINUX環境のメッセージ・パッシング・インターフェース(MPI)プロトコル対応の高効率コーディング技術を開発した.
過去4年の研究期間を終了するに至り,要約すると以下の成果を得た:(1)「64CPU-PCクラスターシステムの構築」本研究課題を遂行する準備として,2GBPS高速ネットーワークで結合した64CPU-PCクラスターシステムと,LINUX環境で稼動するMPIプロトコル対応の並列計算環境を構築した(2)「MPIプロトコル対応非定常マルチブロックRANS法のコーディング技術の開発」ここでは,領域分割法を基礎とした並列計算処理技術のさらなる高効率化を目指し,最終的には米国アルゴン国立研究所で開発されている並列計算対応・高効率楕円型偏微分方程式ソルバーの導入を完了し,これをより高度に利用したMPIグループコミュニケーターを用いた多重RANS法実行アルゴリズムの確立と,その非勾配法型非線形計画法との結合による高効率船型最適化への応用を達成した(3)「最終的評価およびドキュメンテーション」本研究プロジェクト4年間の総括として,システムおよび並列計算コード群の最終的評価と報告書・論文の作成を進め,現在までに国内学会や国際会議,さらに国際学術誌で発表するための10数編の論文を完成することができた.実際にはさらに多くの発表すべき成果を得ているため,ドキュメンテーションは今後も継続的する方針である.以上の成果をもって,本年度ならびに4年間の本研究プロジェクトの所期目的は全て達成できたと考える.

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (27件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] CFD-Based Multi-Objective Optimization Method for Ship Design2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, S.Tohyama, T.Katsui
    • 雑誌名

      International J. Numerical Methods in Fluids (掲載決定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CFD-Based Multi-Objective Optimization Method for Ship Design2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, S.Tohyama, T.Katsui
    • 雑誌名

      International J.Numerical Methods in Fluids (To appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CFD-Based Multi-Objective Optimization Method for Ship Design2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, S.Tohyama, T.Katsui
    • 雑誌名

      International J.Numerical Methods in Fluids (掲載決定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] CFD-BASED MULTIOBJECTIVE OPTIMIZATION OF A SURFACE COMBATANT2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, D.Peri, EF.Campana, F.Stern
    • 雑誌名

      Proc. 5th Osaka Colloquium on Advanced Research on Ship Viscous Flow and Hull Form Design by EFD and CFD Approaches, Osaka

      ページ: 146-163

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Comparison of Global Optimization Methods with Application to Ship Design2005

    • 著者名/発表者名
      E.F.Campana, D.Peri, A.Pinto, F.Stern, Y.Tahara
    • 雑誌名

      Proc. 5th Osaka Colloquium on Advanced Research on Ship Viscous Flow and Hull Form Design by EFD and CFD Approaches, Osaka

      ページ: 164-173

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comparison of Free-Surface Capturing and Tracking Approaches in Application to Modern Container Ship and Prognosis for Extension to Self-Propulsion Simulator2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, R.Wilson, P.Carrica
    • 雑誌名

      Proc. CFD Workshop Tokyo 2005 Tokyo, Japan

      ページ: 604-611

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CFD-Based Multiobjective Optimization of a Surface Combatant2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, D.Peri, EF.Campana, F.Stem
    • 雑誌名

      Proc.5th Osaka Colloquium on Advanced Research on Ship Viscous Flow and Hull Form Design by EFD and CFD Approaches, Osaka

      ページ: 146-163

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Comparison of Global Optimization Methods with Application to Ship Design2005

    • 著者名/発表者名
      E.F.Campana, D.Peri, A.Pinto, F.Stem, Y.Tahara
    • 雑誌名

      Proc.5th Osaka Colloquium on Advanced Research on Ship Viscous Flow and Hull Form Design by EFD and CFD Approaches, Osaka

      ページ: 164-173

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comparison of Free-Surface Capturing and Tracking Approaches in Application to Modem Container Ship and Prognosis for Extension to Self-Propulsion Simulator2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, R.Wilson, P.Carrica
    • 雑誌名

      Proc.CFD Workshop Tokyo 2005 Tokyo, Japan,

      ページ: 604-611

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of CFD-Based Multi-Objective Optimization Method for Ship Design2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, S.Tohyama, T.Katsui
    • 雑誌名

      Proc.NAPA User Meeting, 2005, Porvoo, Finland (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CFD-BASED MULTIOBJECTIVE OPTIMIZATION OF A SURFACE COMBATANT2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, D.Peri, EF.Campana, F.Stern
    • 雑誌名

      Proc.5th Osaka Colloquium on Advanced Research on Ship Viscous Flow and Hull Form Design by EFD and CFD Approaches, Osaka

      ページ: 146-163

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Comparison of Global Optimization Methods with Application to Ship Design2005

    • 著者名/発表者名
      E.F.Campana, D.Peri, A.Pinto, F.Stern, Y.Tahara
    • 雑誌名

      Proe.5th Osaka Colloquium on Advanced Research on Ship Viscous Flow and Hull Form Design by EFD and CFD Approaches, Osaka

      ページ: 164-173

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of Free-Surface Capturing and Tracking Approaches in Application to Modern Container Ship and Prognosis for Extension to Self-Propulsion Simulator2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, R.Wilson, P.Carrica
    • 雑誌名

      Proc.CFD Workshop Tokyo 2005 Tokyo, Japan

      ページ: 604-611

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] CFD-BASED MULTIOBJECTIVE OPTIMIZATION OF A SURFACE COMBATANT2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, D.Peri, EF.Campana, F.Stern
    • 雑誌名

      Proc.5th Osaka Colloquium on Advanced Research on Ship Viscous Flow and Hull Form Design by EFD and CFD Approaches, Osaka (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of Free-Surface Capturing an Tracking Approaches in Application to Modern Container Ship and Prognosis for Extension to Self-Propulsion Simulator2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, R.Wilson, P.Carrica
    • 雑誌名

      Proc.CFD Workshop Tokyo 2005 Tokyo, Japan (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] PCクラスター並列計算環境における大規模・高効率CFDのコーディング技術の開発-第1報:MPIプロトコルを適用したコード開発環境の構築と初期評価-2004

    • 著者名/発表者名
      田原裕介, 勝井辰博, 川崎正人, 児玉欣二, 姫野洋司
    • 雑誌名

      関西造船協会論文集 241

      ページ: 47-58

    • NAID

      110003860477

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] CFD-Based Optimization of a Surface Combatant2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, F.Stern, Y.Himeno
    • 雑誌名

      J. Ship Research Vol.48,No.4

      ページ: 273-287

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Large-Scale High-Performance CFD Coding Method for PC-Cluster Parallel Computing Environment - 1st Report : Setup and Initial Evaluation of Coding Environment with MPI Protocol2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, T.Katsui, M.Kawasaki, K.Kodama, Y.Himeno
    • 雑誌名

      J.Kansai Society of Naval Architects, Japan Vol.241

      ページ: 47-58

    • NAID

      110003860477

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Large-Scale High- Performance CFD Coding Method for PC-Cluster Parallel Computing Environment - 2nd Report : Application for Multi-Block RaNS Method2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, T.Katsui, Y.Himeno
    • 雑誌名

      Proc.Fall Meeting of Kansai Society of Naval Architects

      ページ: 91-94

    • NAID

      110003885167

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comparison and Validation of CFD Based Local Optimization Methods for Surface Combatant Bow2004

    • 著者名/発表者名
      EF.Campana, D.Peri, Y.Tahara, F.Stem
    • 雑誌名

      Proc.25th Symposium on Naval Hydrodynamics, St.John's, NL, Canada Vol.5

      ページ: 31-46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computational Fluid Dynamics-Based Optimization of a Surface Combatant2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, F.Stem, Y.Himeno
    • 雑誌名

      J.Ship Research Vol.48, No.4

      ページ: 273-287

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Simulation Based Design for Ship Hydrodynamics and Fluid Engineering2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, T.Katsui, Y.Himeno
    • 雑誌名

      Proc.4th Conference for New Ship & Marine Technology, Shanghai

      ページ: 1-13

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comparison and Validation of CFD Based Local Optimization Methods for Surface Combatant Bow2004

    • 著者名/発表者名
      EF.Campana, D.Peri, Y.Tahara, F.Stern
    • 雑誌名

      Proc.25th Symposium on Naval Hydrodynamics, St.John's, NL, Canada Vol.5

      ページ: 31-46

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] CFD-Based Optimization of a Surface Combatant2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, F.Stern, Y.Himeno
    • 雑誌名

      J.Ship Research Vol.48, No.4

      ページ: 273-287

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] DEVELOPMENT OF SIMULATION BASED DESIGN FOR SHIP HYDRODYNAMICS AND FLUID ENGINEERING2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, T.Katsui, Y.Himeno
    • 雑誌名

      Proc.4th Conference for New Ship & Marine Technology, Shanghai

      ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Flow Analyses around Downwind-Sail System of an IACC Sailing Boat by a Multi-Block NS/RaNS Method2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, G.Hayashi
    • 雑誌名

      J.Society of Naval Architects of Japan Vol.194

      ページ: 1-12

    • NAID

      110003879874

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of CAD/CFD/Optimizer-Integrated Hull-Form Design System2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Tahara, S.Sugimoto, S.Murayama, T.Katsui, Y.Himeno
    • 雑誌名

      J.Kansai Society of Naval Architects, Japan Vol.240

      ページ: 29-36

    • NAID

      110003860443

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田原裕介, 林豪: "マルチブロックNS/RANS法によるアメリカ杯レース艇用風下帆走セールシステム周りの流場解析"日本造船学会論文集. 194. 1-12 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田原裕介, 杉本創, 村山真也, 勝井辰博, 姫野洋司: "Development of CAD/CFD/Optimizer-Integrated Hull-Form Design System"関西造船協会論文集. 240. 29-36 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田原裕介, 勝井辰博, 川崎正人, 児玉欣二, 姫野洋司: "PCクラスター並列計算環境における大規模・高効率CFDのコーディング技術の開発-第1報:MPIプロトコルを適用したコード開発環境の構築と初期評価-"関西造船協会論文集. 241(掲載予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田原裕介, 林豪: "マルチブロックNS/RANS法のアメリカ杯レース艇用ダウンウインドセール周りの流場解析への応用"日本造船学会講演会論文集. 第1号. 51-52 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田原裕介, 杉本創, 村山真也, 勝井辰博, 姫野洋司: "Development of CAD/CFD/Optimizer-Integrated Hull-Form Design System"関西造船協会講演概要集. 第20号. 1-5 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田原裕介, 安東潤: "Comparison of CFD and EFD for KCS Container Ship in Without/With Propeller Conditions"日本造船学会講演会論文集. 第1号. 53-54 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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