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マルチフィジックススケールに於ける分離解法機構の基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 23650017
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ソフトウエア
研究機関九州大学

研究代表者

小林 泰三  九州大学, 情報基盤研究開発センター, 学術研究員 (20467880)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 中途終了 (2011年度)
配分額 *注記
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードマルチスケール / マルチフィジックス / 分離解法 / 連成計算 / 連成・連携計算
研究概要

本年度は昨年度の研究開発を発展させ、昨年度選定したマルチスケール・フィジックスな計算に対して、分離解法(連成・連携計算)機構を実装する為の設計を行った。
マルチスケール・フィジックスな計算対象はエアリード楽器の発音機構であり、流体計算と連成させる音場ソルバーを 2,4-FDTD 法で実装し、併せて流体計算を行う OpenFOAM 上でのソルバーとして新潟大学で開発された FVTD の利用検討を行った。流体と音の連成の最終目標は、Lighthill の音源を流体ソルバーで求め、その音源を音場ソルバーに渡し、音場ソルバーからは音圧や音圧変化の大きな箇所を流体ソルバーに渡すことによって、楽器の発音現象における流体と音の相互作用を解明する事である。本年度はその前段階として、流体と音のエネルギー変換の理論である How's enegy corollary の評価を行った。
次に、連成計算をする時に必要な要素技術である、ポスト処理のストリーム処理に関する技術の試験実装を始めた。OpenFOAM でのデータハンドリングフレームワークであるストリームクラスをネットワークに対応させて、流体と音場のソルバー間に既存のポスト処理ルーチンを挿められるように設計を開始した。また、この実装はボトルネックになっているストレージへのI/Oを減らす効果も期待できる。
メタソルバー機構は "axiom" と "config" の二つのファイルと、これに実行中の系のモニタリングから届けられる情報の3つを合わせて全体の整合性を判定する "core" で構成する。実際に連成を成立させる為には系の状況に応じて連成の仕方を変える操作が必要であり、その問題の分析に A. スターリングの uncertainty matrix の考え方が応用できる事が判明し、axiom と実際に操作をする action との関係を整理した。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Numerical Study on Acoustic Oscillations of 2D and 3D Flue Organ Pipe Like Instruments with Compressible LES2013

    • 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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] エアリード楽器の歌口付近における音と流体の相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      赤村高宏,長尾友樹,高橋公也,小林泰三,青柳 睦
    • 雑誌名

      音楽音響研究会資料

      巻: vol.31 No.4 ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] エアリード楽器の音孔に関する流体音数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      岩崎拓也,小林泰三,高橋公也,高見利也,西田 晃,青柳睦
    • 雑誌名

      音楽音響研究会資料

      巻: vol.31 No.4 ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 三次元エアリード楽器の流体音源と発振特性2012

    • 著者名/発表者名
      高橋公也, 宮本真孝, 伊藤泰典, 岩崎拓也, 高見 利也, 小林泰三, 西田晃, 青柳睦
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1776 ページ: 100-114

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 3次元エアリード楽器の流体音源と発振特性2012

    • 著者名/発表者名
      高橋公也 et al
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1776 ページ: 100-114

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ヘテロジニアスな並列計算環境を応用した連成・連係計算の提案2011

    • 著者名/発表者名
      押川雄大 et al
    • 雑誌名

      研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)

      巻: 2011-HPC-130 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 連成・連携計算によるデータ量削減の評価2011

    • 著者名/発表者名
      押川雄大 et al
    • 雑誌名

      研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)

      巻: 2011-ARC-197 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Reproduction Of Transitions Among Notes On An Air-Reed Musical Instrument With Compressible LES Combined With Moving Boundary Technique2011

    • 著者名/発表者名
      Ito et al
    • 雑誌名

      OSCIC2011

      巻: 2011

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Interaction between compressible fluid and sound in a flue instrument2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kobayashi, T. Akamura, Y.Nagao, T. Iwasaki, K.Nakano, K. Takahashi and M. Aoyagi
    • 学会等名
      IUTAM Symposium on Vortex Dynamics: Formation, Structure and Function
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] エアリード楽器の歌口付近における音と流体の相互作用II2013

    • 著者名/発表者名
      赤村高宏,長尾友樹,高橋公也,小林泰三,青柳 睦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] エアリード楽器の歌口付近における音と流体の相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      長尾友樹,赤村高宏,高橋公也,小林泰三,青睦 睦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 流体音に於ける移動境界問題III2012

    • 著者名/発表者名
      小林泰三,岩崎拓也,高橋公也,高見利也,西 晃,青柳睦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] UBIM:シンプル且つコンパクトな広域分散環境の管理運用機構2012

    • 著者名/発表者名
      小林泰三
    • 学会等名
      アカデミッククラウドシンポジウム2012@北海道大学
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 連成・連携計算による総計算時間の評価2012

    • 著者名/発表者名
      押川雄大 et al
    • 学会等名
      HPCS2012
    • 発表場所
      名古屋大学 名古屋
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 流体音に於ける移動境界問題II2012

    • 著者名/発表者名
      小林泰三 et al
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学 神戸
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Study on Air-reed Instruments with LES2011

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi et al
    • 学会等名
      ASME-JSME-KSME Fluids Engineering Conference 2011
    • 発表場所
      ACT CITY Congress Center 浜松
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘテロジニアスな並列計算環境を応用した連成・連係計算の提案2011

    • 著者名/発表者名
      押川雄大 et al
    • 学会等名
      SWoPP 2011
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター 鹿児島
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 連成・連携計算によるデータ量削減の評価2011

    • 著者名/発表者名
      押川雄大 et al
    • 学会等名
      Hokke19
    • 発表場所
      北海道大学 札幌
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Reproduction Of Transitions Among Notes On An Air-Reed Musical Instrument With Compressible LES Combined With Moving Boundary Technique2011

    • 著者名/発表者名
      Ito et al
    • 学会等名
      OSCIC2011
    • 発表場所
      Paris-Chantilly, France
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元エアリード楽器の流体音源と発振特性2011

    • 著者名/発表者名
      高橋公也 et al
    • 学会等名
      RIMS 研究集会「オイラー方程式の数理: カルマン渦列と非定常渦運動100年」
    • 発表場所
      京都大学 京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [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 et al
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学 富山
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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