GPUを用いた粒子法シミュレーションの高速化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 21360044
• 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: 工学基礎
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 越塚 誠一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80186668)
• 研究分担者: 酒井 幹夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (00391342)
• 連携研究者: 原田 隆宏 HAVOK
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2010年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2009年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 計算力学 / 粒子法 / MPS / GPU / 流体力学 / 固体力学 / 陽解法 / 並列計算 / 自由表面流れ / 津波 / 大変形 / 生体 / 呼吸運動 / 非圧縮性流れ / 半陰解法 / 擬圧縮性 / 自由表面

研究概要

粒子法シミュレーションにおいて、MPS法(Moving Particle Simulation Method)に基づく流体解析、固体解析、およびDEM(Discrete Element Method)に基づく粉体解析に関するGPU(GraphicsProcessingUnit)を用いた高速計算アルゴリズムを開発した。本アルゴリズムは一般的な並列計算にも有効である。実地形津波遡上の3次元流体解析を行い、その実用性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] 粒子法による固体解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越 塚誠一
  • 雑誌名: 冷凍 巻: 87(8) ページ: 529-533
• [雑誌論文] Hamiltonian MPS粒子法による Reissner-Mindlinシェルの解析モデ ル (2012)
  • 著者名/発表者名: 邵〓陽, 伊藤広貴, 柴田和也, 越塚誠一
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: Paper No.20120013
  • NAID: 130008056297
• [雑誌論文] Hamiltonian MPS粒子法によるReissner-Mindlinシェルの解析モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 邵陽, 伊藤広貴, 柴田和也, 越塚誠一
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: 2012
  • NAID: 130008056297
  • 査読あり
• [雑誌論文] 粒子法による固体解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越塚誠一
  • 雑誌名: 冷凍 巻: 87 ページ: 529-533
  • NAID: 10031074387
  • 査読あり
• [雑誌論文] 呼気および吸気時CT画像に基 づく胸郭運動モデルの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤広貴, 越塚誠 一 , 芳賀昭弘, 中川恵一
  • 雑誌名: Medical Imaging Technology 巻: 29(4) ページ: 208-214
  • NAID: 130001206633
• [雑誌論文] Explicit-MPS法による三次元自由液 面流れの数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田祥徳, 酒井幹夫 , 水谷慎, 越塚誠 一 , 大地雅俊, 室園浩司
  • 雑誌名: 日本原子力学会和文論文誌 巻: 10(3) ページ: 185-193
  • NAID: 10029342680
• [雑誌論文] Current Achievements and Future Perspectives on Particle Simulation Technologies for Fluid Dynamics and Heat Transfer (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka
  • 雑誌名: J. Nucl. Sci. Technol 巻: 48(2) ページ: 155-168
  • NAID: 10027416567
• [雑誌論文] MPS陽解法における圧力計算の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大地雅俊, 山田祥徳, 越塚誠一 酒井幹夫
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: Paper No.20110002
  • NAID: 130008056318
• [雑誌論文] 呼気および吸気時CT画像に基づく胸郭運動モデルの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤広貴, 越塚誠一, 芳賀昭弘, 中川恵一
  • 雑誌名: Medical Imaging Technology 巻: 29 ページ: 208-214
  • NAID: 130001206633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explicit-MPS法による三次元自由液面流れの数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田祥徳, 酒井幹夫, 水谷慎, 越塚誠一, 大地雅俊, 室園浩司
  • 雑誌名: 日本原子力学会和文論文誌 巻: 10 ページ: 185-193
  • NAID: 10029342680
  • 査読あり
• [雑誌論文] MPS陽解法における圧力計算の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大地雅俊, 山田祥徳, 越塚誠一, 酒井幹夫
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集
  • NAID: 130008056318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current Achievements and Future Perspectives on Particle Simulation Technologies for Fluid Dynamics and Heat Transfer (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Koshizuka
  • 雑誌名: J.Nucl.Sci.Technol. 巻: 48 ページ: 155-168
  • NAID: 10027416567
  • 査読あり
• [雑誌論文] 自由 表面流れ解析のためのMPS陽的アル ゴリズムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大地雅俊, 越塚誠一 , 酒井幹夫
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: Paper No.20100013
  • NAID: 130008056202
• [雑誌論文] 自由表面流れ解析のためのMPS陽的アルゴリズムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大地雅俊, 越塚誠一, 酒井幹夫
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集
  • NAID: 130008056202
  • 査読あり
• [学会発表] Moving Particle Simulation for Fluid Dynamics - Recent Developments and Applications - (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka
  • 学会等名: 10th World Congress on Computational Mechanics (WCCM 2012),
  • 発表場所: Sao Paulo
• [学会発表] Moving Particle Simulation Using an Explicit Algorithm for Large-Scale Free Surface Flow Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka, K. Shibata, M. Oochi,K. Murotani, T. Tamai, S. Koshimura
  • 学会等名: 10th World Congress on Computational Mechanics (WCCM 2012)
  • 発表場所: ブラジル・サンパウロ
• [学会発表] Moving Particle Simulation for Fluid Dynamics - Recent Developments and Applications - [Semi Plenary] (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka
  • 学会等名: 10th World Congress on Computational Mechanics (WCCM 2012)
  • 発表場所: ブラジル・サンパウロ
  • 招待講演
• [学会発表] Hierarchical Domain Decomposition Explicit MPS Method for a Billions-of-Particle Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Murotani, M. Oochi, T. Fujisawa, S. Koshizuka
  • 学会等名: KSME-JSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2012
  • 発表場所: 石川県金沢市
• [学会発表] A Quasi-4DCT Imaging Method Based on a Physics-based Respiratory Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, S. Koshizuka, A. Haga, K. Nakagawa
  • 学会等名: Int. Forum on Medical Imaging in Asia 2012 (IFMIA2012)
  • 発表場所: 大韓民国・テジョン
• [学会発表] Moving Particle Simulation for Tsunami with Floating Objects (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka, M. Oochi, K. Shibata
  • 学会等名: 4th Int. Conf. Computational Methods (ICCM2012)
  • 発表場所: オーストラリア・ゴールドコースト
• [学会発表] Verification of Explicit MPS Algorithm (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Oochi, S.Koshizuka, M.Sakai
  • 学会等名: Proc.14th Asia Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2012)
  • 発表場所: Sigapore, Singapore
• [学会発表] Moving ParticleSimulation for Free Surface andMulti-phase Flows (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka
  • 学会等名: Prof. 2nd Int. Conf. Particle-based Methods - Fundamentals and Applications - (PARTICLES 2011),
  • 発表場所: Barcelona
• [学会発表] Technologies andApplications of Moving Particle Simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka
  • 学会等名: 6th International Smoothed Particle Hydrodynamics European Research Interest Community (SPHERIC)
  • 発表場所: Workshop, Hamburg
• [学会発表] Moving Particle Simulation for Free Surface and Multi-phase Flows [plenary] (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Koshizuka
  • 学会等名: Prof.2nd Int.Conf.Particle-based Methods-Fundamentals and Applications-(PARTICLES 2011)
  • 発表場所: Barcelona, Spain(招待講演)
• [学会発表] MPS陽解法における圧力および圧縮性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大地雅俊, 山田祥徳, 越塚誠一, 酒井幹夫
  • 学会等名: 第16回計算工学講演会論文集
  • 発表場所: 千葉県柏市
• [学会発表] Technologies and Applications of Moving Particle Simulation [keynote] (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Koshizuka
  • 学会等名: 6th International Smoothed Particle Hydrodynamics European Research Interest Community (SPHERIC) Workshop
  • 発表場所: Hamburg, Germany
• [学会発表] Particle Simulation for Fluid Dynamics with Free Surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka
  • 学会等名: Proc. Joint Int. Conf. onSupercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010 (SNA+MC 2010)
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Acceleration of Particle Simulation Using Explicit Algorithms and GPU (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Koshizuka, M. Ohchi, S. Mizutaniand M. Sakai
  • 学会等名: Proc. 9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM/APCOM2010)
  • 発表場所: Sydney
• [学会発表] 自由表面流れ解析のためのMPS陽的アルゴリズムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大地雅俊, 越塚誠一, 酒井幹夫
  • 学会等名: 第15回計算工学講演会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Acceleration of Particle Simulation Using Explicit Algorithms and GPU [Keynote Lecture] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Koshizuka, M.Ohchi, S.Mizutani, M.Sakai
  • 学会等名: 9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM/APCOM2010)
  • 発表場所: Sydney, Australia
• [学会発表] Particle Simulation for Fluid Dynamics with Free Surfaces [Plenary] (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Koshizuka
  • 学会等名: Joint Int.Conf.on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010 (SNA+MC 2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [備考]
  • URL: http://mps.q.t.u-tokyo.ac.jp/main.html