並列分散計算環境における連成シミュレーション用ミドルウェアの開発と応用

• 研究課題/領域番号: 21500038
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ソフトウエア
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 青柳 睦 九州大学, 情報基盤研究開発センター, 教授 (00260026)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 連成計算 / ミドルウェア / 粒子計算 / 分子軌道法 / 並列計算 / 計算科学シミュレーション / 分子科学計算 / データ変換 / 粒子法 / 格子法 / ＱＭ法 / ＭＭ法 / 並列分散計算 / 連成シミュレーション / 通信ミドルウェア / 意味変換

研究概要

異種プログラム間の連成計算を実行する際，データの透過性を保持したまま，データ移動，データ変換を支援するMediator ver2(Med2)を開発した．Med2ではFDM，FEM，粒子等のシミュレーションで用いられる異なった離散表現に対し，それぞれの表現間の相関を有効に活用し，物理量の対応付を行うほか，物理量の意味変換の機能を持つ．
オリジナルプログラムから連成プログラムへ容易に移行できるように，Med2ではSPMDおよびMaster-Workerアプリケーションに対応したAPIを提供している．簡単な粒子-格子計算およびOpenFMOの連成計算に適用して，Med2の機能と性能を検証した．

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Cluster Assembly Method for Analysis of High-Dimensional Structures of p-Cresol Chains in Phenolic Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirun HO, Mutsumi Aoyagi
  • 雑誌名: Macromolecular Theory and Simulations 巻: vol.22 ページ: 443-461
• [雑誌論文] Numerical Study on Acoustic Oscillations of 2D and 3D Flue Organ Pipe Like Instruments with Compressible LES (2013)
  • 著者名/発表者名: Masataka Miyamoto, Yasunori Ito, Takuya Iwasaki, Takahiro Akamura, Kinya Takahashi, Toshiya Takami, Taizo Kobayashi, Akira Nishida, Mutsumi Aoyagi
  • 雑誌名: Acta Acustica united with Acustica 巻: vol. 99 ページ: 154-171
  • NAID: 120005856407
• [雑誌論文] Numerical study on the function of tone holes of a recorder like instrument from the viewpoint of the aerodynamic sound theory (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya. Iwasaki,, Taizo Kobayashi, Kinya Takahashi, Toshiya Takami, Akira Nishida, Mutsumi Aoyagi
  • 雑誌名: Proceedings of Meetings on Acoustics 巻: vol. 19
• [雑誌論文] 京コンピュータでの効率的な動作を目指した並列FMOプログラムOpenFMOの高性能化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲富雄一, 眞木淳, 本田宏明, 高見利也, 小林泰三, 青柳睦, 南一生
  • 雑誌名: Journal of Computer Chemistry, Japan 巻: Vol.12, No.2 ページ: 145-155
  • NAID: 130003362983
• [雑誌論文] Molecular-Cluster-Assembly Method for Analysis of High-Dimensional Structures of p-Cresol Chains in Phenolic Polymers (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirun Ho, Mutsumi Aoyagi
  • 雑誌名: Macromolecular Theory and Simulations 巻: 22 号: 9 ページ: 443-461
  • DOI: 10.1002/mats.201300101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical analysis of the interaction between fluid flow and acoustic field at the mouth-opening of a flue instrument (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Akamura, Y. Nagao, T. Iwasaki,, K. Nakano, K. Takahashi, T. Kobayashi, T. Takami, A. Nishida, M. Aoyagi
  • 雑誌名: Proceedings of Meetings on Acoustics 巻: 19 ページ: 35023-35023
  • DOI: 10.1121/1.4799957
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Study on Acoustic Oscillations of 2D and 3D Flue Organ Pipe Like Instruments with Compressible LES (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Miyamoto, Y. Ito, T. Iwasaki, T. Akamura, K. Takahashi, T. Takami, T. Kobayashi, A. Nishida, M. Aoyagi
  • 雑誌名: Acta Acustica united with Acustica 巻: 99 号: 1 ページ: 154-171
  • DOI: 10.3813/aaa.918599
  • NAID: 120005856407
  • 査読あり
• [雑誌論文] NSIM : An Interconnection Network Simulator for Extreme-Scale Parallel Computers (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideki Miwa, Ryutaro Susukita, Hidetomo Shibamura, Tomoya Hirao, Jun Maki, Makoto Yoshida, Takayuki Kando, Yuichiro Ajima, Ikuo Miyoshi, Toshiyuki Shimizu, Yuji Oinaga, Hisashige Ando, Yuichi Inadomi, Koji Inoue, Mutsumi Aoyagi, Kazuaki Murakami
  • 雑誌名: IEICE Transactions 巻: vol. 94 ページ: 2298-2308
  • NAID: 10030537851
• [雑誌論文] Numerical study on air-reed instruments with LES (2011)
  • 著者名/発表者名: Kinya Takahashi, Masataka Miyamoto, Yasunori Ito, Toshiya Takami, Taizo Kobayashi, Akira Nishida, Mutsumi Aoyagi
  • 雑誌名: ASME-JSME-KSME Fluids Engineering Conference 2011 巻: 07
  • 査読あり
• [雑誌論文] NSIM : An Interconnection Network Simulator for Extreme-Scale Parallel Computers (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideki Miwa, Ryutaro Susukita, Hidetomo Shibamura, Tomoya Hirao, Jun Maki, Makoto Yoshida, Takayuki Kando, Yuichiro Ajima, Ikuo Miyoshi, Toshiyuki Shimizu, Yuji Oinaga, Hisashige Ando, Yuichi Inadomi, Koji Inoue, Mutsumi Aoyagi, Kazuaki Murakami
  • 雑誌名: IEICE Transactions.01/2011 巻: 94 ページ: 2298-2308
  • NAID: 10030537851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reproduction of Transitions among Notes on an Air-reed Musical Instrument with Compressible LES Combined with Moving Boundary Technique (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Ito, Taizo Kobayashi, Kin'ya Takahashi, Toshiya Takami, Akira Nishida, Mutsumi Aoyagi
  • 雑誌名: Proceedings of Open Source CFD International Conference 2011.01/2011 巻: 2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] RPC/MPI Hybrid Implementation of Open FMO-All Electron Calculations of a Ribosome (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuichi. Inadomi, Toshiya Takami, Jun Maki, Taizo Kobayashi, Mutsumi Aoyagi
  • 雑誌名: Advances in Parallel Computing 巻: vol.19 ページ: 220-227
• [雑誌論文] Numerical analysis on 2D and 3D edge tones in terms of aerodynamic sound theory (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, M.Miyamoto, Y.Ito, T.Takami, T.Kobayashi, A.Nishida, M.Aoyagi
  • 雑誌名: Proceedings of 20th International Congress on Acoustics (ICA 2010) ページ: 621-628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Applicability of compressible LES to reproduction of sound vibration of an air-reed instrument (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Miyamoto, Y.Ito, K.Takahashi, T.Takami, T.Kobayashi, A.Nishida, M.Aoyagi
  • 雑誌名: Proceedings of 20th International Symposium on Music Acoustics (ISMA2010) ページ: 37-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] RPC/MPI Hybrid Implementation of OpenFMO-Al l Electron Calculations of a Ribosome (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Inadomi, T.Takami, J.Maki, T.Kobayashi, M.Aoyagi
  • 雑誌名: Advances in Parallel Computing 巻: 19 ページ: 220-227
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3D Calculation with Compressible LES for Sound Vibration of Ocarina' (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kobayashi, T.Takami, M.Miyamoto, K.Takahashi, A.Nishida, M.Aoyagi
  • 雑誌名: Proceedings of Open Source CFD International Conference 2009 IV-B1 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] RPC/MPI Hybrid Implementation of OpenFMO (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Inadomi, T.Takami, J.Maki, T.Kobayashi, M.Aoyagi
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Parallel Computing(ParCo09) A-GC1 ページ: 19-19
  • 査読あり
• [学会発表] Effective techniques and crucial problems of numerical study on flue instruments (2013)
  • 著者名/発表者名: Kin'ya Takahashi1, Takuya Iwasaki1, Takahiro Akamura1, Yuki Nagao, Ken'ichiro Nakano, Taizo Kobayashi, Toshiya Takami, Akira Nishida, Mutsumi Aoyagi
  • 学会等名: Proceedings of Meetings on Acoustics
  • 発表場所: (Volume 19, pp. 35021-35029)
• [学会発表] Effective techniques and crucial problems of numerical study on flue instruments (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, T. Iwasaki,, T. Akamura, Y. Nagao, K. Nakano, T. Kobayashi, T. Takami, A. Nishida, M. Aoyagi
  • 学会等名: Proceedings of Meetings on Acoustics
  • 発表場所: カナダ，モントリオール
• [学会発表] Interaction between compressible fluid and sound in a flue instrument (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kobayashi
  • 学会等名: IUTAM2013
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 粒子法による量子ダイナミクスの定式化と数値計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松野哲也, 高見利也, 大隈強志, 小林泰三, 青柳睦
  • 学会等名: 第67回日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 分子動力学計算の時間方向並列化と通信パターン (2012)
  • 著者名/発表者名: 大隈強志, 高見利也, 松野哲也, 青柳睦
  • 学会等名: ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2012)
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 流体音に於ける移動境界問題:音源としての移動境界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林泰三, 伊藤泰典, 高見利也, 宮本真孝, 高橋公也, 西田晃, 青柳睦
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋の分科会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Numerical study on air-reed instruments with LES (2011)
  • 著者名/発表者名: Kin'ya Takahashi, Masataka Miyamoto, Yasunori Ito, Toshiya Takami, Taizo Kobayashi, Akira Nishida, Mutsumi Aoyagi
  • 学会等名: ASME-JSME-KSME Fluids Engineering Conference 2011 (AJK2011)
• [学会発表] Reproduction of Transitions among Notes on an Air-reed Musical Instrument with Compressible LES Combined with Moving Boundary Technique (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasunori Ito, Taizo Kobayashi, Kin'ya Takahashi, Toshiya Takami, Akira Nishida, Mutsumi Aoyagi
  • 学会等名: Proceedings of Open Source CFD International Conference 2011
• [学会発表] Applicability of compressible LES to reproduction of sound vibration of an air-reed instrument (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Miyamoto, Y. Ito, K. Takahashi, T. Takami, T Kobayashi, A. Nishida, M. Aoyagi
  • 学会等名: Prodeedings of 20th International Symposium on Music Acoustics (ISMA2010)
• [学会発表] 圧縮性LESを用いた小型エアリード楽器の数値解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮本真孝, 高見利也, 小林泰三, 西田晃, 青柳睦, 高橋公也
  • 学会等名: 日本物理学会 秋の分科会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] RPC/MPI Hybrid Implementation of OpenFMO
  • 著者名/発表者名: Y. Inadomi , T. Takami, J. Maki, T. Kobayashi, M. Aoyagi
  • 学会等名: International Conference on Parallel Computing (ParCo09)
• [備考]
• [備考] 研究紹介
• [備考] 研究紹介
  • URL: http://server-500.cc.kyushu-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://server-500.cc.kyushu-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://server-500.cc.kyushu-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://server-500.cc.kyushu-u.ac.jp/