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マルチコアシステムによる建物・地盤連成地震動解析シミュレーションの最適化

研究課題

研究課題/領域番号 18K11325
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60090:高性能計算関連
研究機関神戸大学

研究代表者

横川 三津夫  神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (70358307)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード地震動応答シミュレーション / 部分前処理付き共役勾配法 / 並列ベクトル計算 / ハイブリッド並列計算 / SX-Aurora TSUBSA / PSCCG法 / 並列計算 / ベクトル計算 / マルチコアシステム / 並列処理 / 連成地震動解析シミュレーション
研究成果の概要

本研究では,地盤と建物の地震動応答を解析するシミュレーションコードに対し,x86アーキテクチャプロセッサを搭載したベクトルホスト部(VH)に,ベクトル型マルチコアプロセッサ(ベクトルエンジン部,VE)を付加した並列計算機SX-Aurora TSUBASA上で,ベクトル化とMPIライブラリによる並列化を行った.このコードを,VH部に1つのMPIプロセス(8スレッド),VE部に2プロセス(4スレッド×2)のハイブリッド並列計算を行った結果,1時間ステップの計算時間は約3.5倍の高速化が得られた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

建築物の耐震性評価のためには,地盤と建物の地震動応答を求める数値シミュレーションがが行われている.地震動に対する精確なデータを得るためには,広い地盤領域と詳細に表現された建物データを用いる必要があるが,解析対象をより詳細にすると計算時間が大きくなる.このシミュレーションコードの主要な計算部分は,大規模かつ疎な対称行列を係数とする連立一次方程式の解法であり,この部分の高速が必要とされている.本課題では,コードの改良とベクトル型並列計算機システムを用いた計算により,シミュレーション時間が短縮できることを示した.これにより規模が大きく詳細な解析を行えることが明らかとなった.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うちオープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Optimizations of DNS Codes for Turbulence on SX-Aurora TSUBASA,2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Takenaka, M. Yokokawa, T. Ishihara, K. Komatsu, and H. Kobayashi
    • 雑誌名

      Sustained Simulation Performance 2019 and 2020

      巻: 2019 and 2020 ページ: 51-59

    • DOI

      10.1007/978-3-030-68049-7_4

    • ISBN
      9783030680480, 9783030680497
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 建物・地盤地震応答シミュレーションのベクトル計算機向け最適化2020

    • 著者名/発表者名
      後藤啓,横川三津夫,坂敏秀,小松一彦,小林広明
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

      巻: 2020-HPC-173

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Affecting the relaxation parameter in the multifrontal method2020

    • 著者名/発表者名
      T. Nakano, M. Yokokawa, Y. Yamamoto, and T. Fukaya
    • 雑誌名

      Sustatined Simulation Performance 2018 and 2019

      巻: 2018 and 2019 ページ: 215-224

    • DOI

      10.1007/978-3-030-39181-2_17

    • ISBN
      9783030391805, 9783030391812
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 建物の地震動応答シミュレーションに現れる前処理付き共役勾配法の並列化2018

    • 著者名/発表者名
      後藤啓,横川三津夫,坂敏秀
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

      巻: 2018-HPC-167 (28) ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] On the performance of a DNS code for compressible turbulent flows2022

    • 著者名/発表者名
      M. Yokokawa, T. Ishihara, and Y. Sakurai
    • 学会等名
      The 34th Workshop on Sustained Simulation Performance
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Numerical Simulation of Turbulence Using File I/O Functions2022

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa, Mitsuo
    • 学会等名
      The 32nd Workshop on Sustained Simulation Performance
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid Computation on Building Responses against Earthquakes on a VH and VEs of SX-Aurora TSUBASA2021

    • 著者名/発表者名
      M. Yokokawa
    • 学会等名
      Workshop on Sustained Simulation Performance 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance of Acceleated and Asynchronous I/O on SX-Aurora TSUBASA2019

    • 著者名/発表者名
      M. Yokokawa
    • 学会等名
      Workbench on Sustatined Simulation Performance
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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