| 研究課題/領域番号 |
19H04122
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60100:計算科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
岩下 武史 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (30324685)
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| 研究分担者 |
塙 敏博 東京大学, 情報基盤センター, 教授 (30308283)
伊田 明弘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(地球情報基盤センター), 副主任研究員 (80742121)
美舩 健 京都大学, 工学研究科, 講師 (20362460)
高橋 康人 同志社大学, 理工学部, 教授 (90434290)
深谷 猛 北海道大学, 情報基盤センター, 助教 (30633846)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 高性能計算 / 計算電磁気学 / 線形反復法 / 混合精度演算 / 時間並列処理 / H行列 / 計算科学 / 並列処理 / 電磁場解析 / 非定常解析 / 非線形解析 / 階層型行列 / 有限要素法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，計算電磁気学の深化に必要となる高性能な線形ソルバについて，計算機科学的側面と数理的側面の両面から，研究開発する．計算機科学的側面では，① 次世代計算機上の電磁場解析向けソルバ技術として，(a) 時空間並列処理技術の高度化 (b) 線形反復ソルバにおけるSIMD命令，アクセラレータ活用技術の開発 (c) 低精度演算の活用による線形ソルバ，階層型行列法の高性能化 に取り組む．また，数理的側面では，電磁場解析において未解決問題となっている，② 線形反復法の収束性悪化問題への対策 について研究開発する．最終的に，研究成果を電磁場解析に導入し，計算電磁気学の深化を導く
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| 研究成果の概要 |
本研究では，有限要素法や境界要素法に基づく電磁場解析の高速化を目的に，線形ソルバの高性能化について研究を行った．計算機科学的アプローチと数理・解法的アプローチの両面から研究を行い，前者では，時間並列処理の高度化，SIMD演算に適合する前処理手法の開発，アクセラレータ向けの解法研究，混合精度演算導入による高速化について，多くの研究成果を得た．また，後者については，同一の係数行列を持つ連立一次方程式を複数回解く場合に着目した高速化に関する研究を実施した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現代社会では，社会のあらゆる場面で電気機器や電子デバイスが重要な役割を果たしている．このような機器・デバイスの設計には，電磁場解析が用いられ，それを高速化することは，機器設計の効率化に寄与する．本研究では，SIMD演算や混合精度演算の利用といった計算機科学的アプローチと誤差修正法や減次法といった数理・解法的アプローチの両面から研究を行い，電磁場解析の高速化に貢献する線形ソルバの高速化技術を開発した．
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