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データフローアーキテクチャ方式超高性能マイクロ波シミュレーション専用計算機の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06008
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

川口 秀樹  室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (90234046)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードマイクロ波シミュレーション / ハイパフォーマンスコンピューティング / 専用計算機 / リコンフィグラブルコンピューティング / FDTD法 / FPGA / データフローアーキテクチャ / FDTD法 / FPGA / リコンフィグラブルLSI
研究成果の概要

電磁界シミュレーションの産業応用への効率的な活用技術開拓を目途し,ターンアラウンドタイムが短く即応性があり試行錯誤的な製品設計にも利用可能なポータブルHPC技術の有力な方式として専用計算機の方法に着目し,これを市販のFPGA基板にて実現する方式の検討を行った.とりわけ,本研究計画ではマイクロ波シミュレーションをターゲットとしたFDTD法専用計算機の開発を行った.既にデータフローアーキテクチャに基づく超高性能計算が可能な回路方式は提案しており,本計画では,実用利用に耐えうるマシンとすべく,数値モデルに対する柔軟性,大規模計算のための領域分割機能の実装を検討し,実用化に向けた具体的な進展を得た.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 3件、 査読あり 19件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 16件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Design Study of Domain Decomposition Operation in Dataflow Architecture FDTD/FIT Dedicated Computer2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Electron.

      巻: E101-C ページ: 20-25

    • NAID

      130006301151

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of Microwave Simulation at Dispersive Material in Dataflow Architecture FDTD Dedicated Computer2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi, S. Matsuoka
    • 雑誌名

      IEEE Tran. Magn.

      巻: 54

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Scale Simulation of Magnetization Process of HTS Undulator for X-ray FEL Based on T-method2018

    • 著者名/発表者名
      Yi Deri, H. Kawaguchi
    • 雑誌名

      IEEE Tran. Magn.

      巻: 54

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Domain Decomposition Operation of FDTD/FIT Dedicated Computer for Larger Scale Microwave Simulation2017

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA)

      巻: - ページ: 1148-1150

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3-D Time Domain Boundary Element Simulation of Microwave Field Produced by Charged Particle Beam Inside Bending Beam Tube2017

    • 著者名/発表者名
      D.Tomita, H.Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA)

      巻: - ページ: 1182-1185

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of Microwave Simulation at Dispersive Material in Dataflow Architecture FDTD Dedicated Computer2017

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, S.Matsuoka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 20th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG 2017)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Scale Simulation of Magnetization Process of HTS Undulator for X-ray FEL Based on T-method2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Deri, H.Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 20th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG 2017)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Custom-made 3-D Numerical Modeler for Electromagnetic Field Simulation Using Motion Sensor2017

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, S.Takahashi, M.Ishida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2017)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Analysis of Magnetization Process of High-Tc Superconductor Undulator of X-ray FEL Using Power Law Conductivity2017

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, Yi Deri
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2017)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FDTD analysis of radiation pattern of sound wave in ultrasonic positioning system2017

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuoka, T. Nishimura, T.Moritani and H. Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Simulation Technology (JSST 2017)

      巻: - ページ: 66-67

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of magnetic field by spherical function for speed-up of simulation of HTS magnetization2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi and Yi Deri
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Simulation Technology (JSST 2017)

      巻: - ページ: 261-262

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boundary element analysis of stress forces in pulsed electric field treatment of microorganism2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi, K. Satoh, I. V. Timoshkin, M. Given and S. J. Macgregor
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics

      巻: 53 ページ: 315-325

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] nitial Value Problem Formulation TDBEM with 4-D Domain Decomposition Method and Application to Wake Fields Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi, T. Weiland
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Electron.

      巻: E100-C ページ: 37-44

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved Architecture of FDTD Dataflow Machine for Higher Performance Electromagnetic Wave Simulation2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi
    • 雑誌名

      IEEE Tran. Magn.

      巻: 52

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conceptual Design of 3D FDTD Dedicated Computer with Dataflow Architecture for High Performance Microwave Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi and S.Matsuoka
    • 雑誌名

      IEEE Tran. Magn.

      巻: 51 号: 3 ページ: 7202404-7202404

    • DOI

      10.1109/tmag.2014.2355251

    • NAID

      120005689541

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4D Space-Time Domain Decomposition Simulation of Particle Accelerator Wake Field Based on 3D Time Domain BEM2015

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, S.Itasaka and T.Weiland
    • 雑誌名

      IEEE Tran. Magn.

      巻: 51 号: 3 ページ: 7201604-7201604

    • DOI

      10.1109/tmag.2014.2361613

    • NAID

      120005689540

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simulation of Magnetization Process of Pure-type Superconductor Magnet Undulator Based on T-method2015

    • 著者名/発表者名
      Yi Deri, H. Kawaguchi, M. Tsuchimoto, T. Tanaka
    • 雑誌名

      Physica C

      巻: 518 ページ: 106-110

    • DOI

      10.1016/j.physc.2015.04.004

    • NAID

      120005753140

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Method of real time simulation for design of microwave devices based on FDTD method2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi, S. Kodate
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Simulation in Science and Engineering

      巻: 2 ページ: 225-234

    • NAID

      130005108387

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of HTSC Undulator Magnet Array Based on Simulation of Magnetization Process2015

    • 著者名/発表者名
      Yi Deri, F. Tanaka, H. Kawaguchi, M. Tsuchimoto
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Simulation in Science and Engineering

      巻: 2 ページ: 34-43

    • NAID

      130005073852

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シンクロトロン放射光源のビーム入射器におけるパルス六極磁石の渦電流解析2018

    • 著者名/発表者名
      川口秀樹,冨田大介,加藤政博,高嶋圭史,保坂将人,持箸晃
    • 学会等名
      電気学会 電磁界理論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Domain Decomposition Operation of FDTD/FIT Dedicated Computer for Larger Scale Microwave Simulation2017

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi
    • 学会等名
      the 2017 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3-D Time Domain Boundary Element Simulation of Microwave Field Produced by Charged Particle Beam Inside Bending Beam Tube2017

    • 著者名/発表者名
      D.Tomita, H.Kawaguchi
    • 学会等名
      the 2017 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Implementation of Microwave Simulation at Dispersive Material in Dataflow Architecture FDTD Dedicated Computer2017

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, S.Matsuoka
    • 学会等名
      the 20th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large Scale Simulation of Magnetization Process of HTS Undulator for X-ray FEL Based on T-method2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Deri, H.Kawaguchi
    • 学会等名
      the 20th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Custom-made 3-D Numerical Modeler for Electromagnetic Field Simulation Using Motion Sensor2017

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, S.Takahashi, M.Ishida
    • 学会等名
      the 18th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Analysis of Magnetization Process of High-Tc Superconductor Undulator of X-ray FEL Using Power Law Conductivity2017

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, Yi Deri
    • 学会等名
      the 18th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FDTD analysis of radiation pattern of sound wave in ultrasonic positioning system2017

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuoka, T. Nishimura, T.Moritani and H. Kawaguchi
    • 学会等名
      the International Conference on Simulation Technology (JSST 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] valuation of magnetic field by spherical function for speed-up of simulation of HTS magnetization2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi and Yi Deri
    • 学会等名
      the International Conference on Simulation Technology (JSST 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] データフローアーキテクチャに基づく静磁場解析専用計算機の概念設計に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      川口秀樹, 高橋秀平
    • 学会等名
      電気学会 電磁界理論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電気穿孔法による微生物の高電圧殺菌における応力の境界要素解析2017

    • 著者名/発表者名
      川口秀樹, 高橋秀平
    • 学会等名
      電気学会 電磁界理論シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温超電導体のべき乗則マクロモデルを用いたFELアンジュレータの着磁解析の高速化の検討2017

    • 著者名/発表者名
      依 徳日, 川口秀樹
    • 学会等名
      電気学会 電磁界理論シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 任意3次元形状の微生物の電気穿孔法による殺菌プロセスの境界要素法解析2016

    • 著者名/発表者名
      小谷崇将,高橋秀平,川口秀樹
    • 学会等名
      第25回 MAGDAコンファレンス in Kiryu -電磁現象及び電磁力に関するコンファレンス-
    • 発表場所
      群馬県桐生市
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] データフローアーキテクチャFDTD法/FIT専用計算機における領域分割法の実装に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      川口秀樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会
    • 発表場所
      和歌山県西牟婁郡白浜町
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 3-D BEM Analysis of Inactivation Process of Bacteria by High-voltage Pulse Electric Field2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi, T. Kotani and K. Satoh
    • 学会等名
      the International Conference on Simulation Technology (JSST 2016)
    • 発表場所
      International Science Innovation Building, Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Consideration on Implementation of Dispersive Materials into FDTD Dataflow Machine2016

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi
    • 学会等名
      the International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS2016)
    • 発表場所
      Aalto University in the Otaniemi Campus, Espoo, Finland
    • 年月日
      2016-08-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] FDTD法/FITデータフローマシンにおける分散媒質計算に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      川口秀樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会
    • 発表場所
      東京都千代田区
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnet Alignment Design of Pure-type Superconductor Undulator by Using Magnetization Simulation Based on T-method2015

    • 著者名/発表者名
      D. Yi, H. Kawaguchi, M. Tsuchimoto
    • 学会等名
      the 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2015)
    • 発表場所
      Hong Kong, CHINA
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FDM Simulation of Inactivation of Detrimental Microorganism in High Voltage Field2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kawaguchi, K. Sato, I.V.Timoshkin, M.Given and S. J.MacGregor
    • 学会等名
      the International Conference on Simulation Technology (JSST 2015)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama, JAPAN
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of 3-D Modeler for FDTD Method Using Motion Sensor Tool2015

    • 著者名/発表者名
      M.Ishida and H.Kawaguchi
    • 学会等名
      the International Conference on Simulation Technology (JSST 2015)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama, JAPAN
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Evaluation of Stress Distribution Which Acts on Microor-ganism in High Voltage Field2015

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, K.Satoh, I.Timoshkin, M.Given, S.MacGregor
    • 学会等名
      the 17th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2015)
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Kobe, JAPAN
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved Architecture of FDTD Dataflow Machine2015

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi
    • 学会等名
      the 20th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG 2015)
    • 発表場所
      McGill Unv., Montreal, CANADA
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FDTD 法/FIT データフローマシンの汎用設計に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      川口秀樹
    • 学会等名
      電気学会 電磁界理論研究会
    • 発表場所
      電気学会本部,東京
    • 年月日
      2015-06-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] FDTD Analysis of Millimeter Wave Data Communication between Data-servers in Server-rack2015

    • 著者名/発表者名
      H.Kawaguchi, M.Ueba, M.Matsuoka
    • 学会等名
      the 20th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG 2015)
    • 発表場所
      McGill Unv., Montreal, CANADA
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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