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高度な電気機器設計の基盤となる高性能電磁場解析の実現

研究課題

研究課題/領域番号 26289075
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関北海道大学

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)

研究分担者 美舩 健  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20362460)
平石 拓  京都大学, 学術情報メディアセンター, 助教 (60528222)
高橋 康人  同志社大学, 理工学部, 准教授 (90434290)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード電気機器 / 電磁場解析 / 並列処理 / 高性能計算 / ハイパフォーマンスコンピューティング / 線形反復法 / 最適化
研究成果の概要

高性能電磁場解析の基盤となる以下の成果を創出した.(1)並列化TP-EEC法を開発し,電気機器解析で必要となる時間周期型の非線形電磁場解析の高速化を達成した.(2)有限要素解析の主要なソルバであるIC分解前処理-CG法に関して,新しい前処理手法を考案し,SIMD命令の活用と収束性の向上による高速化を実現した.(3)スライドメッシュを用いた解析,運動方程式を考慮した解析における並列化手法を考案し,電動モータ解析を高速化した.(4)H行列法と並列処理の併用により,マイクロマグネティクス計算の高速化を実現した.(5)複数の電磁場解析を並列計算機上で効率的に実行するフレームワークの開発を行った.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 回転機の始動特性解析のための運動方程式を考慮した時間領域並列有限要素法2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,北尾純士,藤原耕二,岩下武史,中島浩
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 137 号: 3 ページ: 230-237

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.230

    • NAID

      130005398409

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非線形時間調和渦電流解析へのニュートン・ラフソン法の適用と磁化特性のモデル化に関する一考察2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,美舩健,藤原耕二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 137 号: 3 ページ: 238-244

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.238

    • NAID

      130005398410

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Software Framework for Parallel BEM Analyses with H-matrices Using MPI and OpenMP2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iwashita, A. Ida, T. Mifune and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Procedia computer science

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Automatic mapping operator construction for subspace correction method to solve a series of linear systems2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iwashita, S. Kawaguchi, T. Mifune and T. Matsuo
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 9 号: 0 ページ: 25-28

    • DOI

      10.14495/jsiaml.9.25

    • NAID

      130006900372

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parallel Finite-Element Analysis of Rotating Machines Based on Domain Decomposition Considering Nonconforming Mesh Connection2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Takahashi, Koji Fujiwara, Takeshi Iwashita, and Hiroshi Nakashima
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 52 号: 3 ページ: 7401604-7401604

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2477308

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Induced Electric Field in Human Body by Utility Power Frequency Magnetic Field Using Parallel Fast Multipole-accelerated Boundary Element Method2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, A. Ahagon, K. Fujiwara, T. Iwashita and H. Nakashima,
    • 雑誌名

      IET Science, Measurement & Technology

      巻: 9 号: 2 ページ: 178-183

    • DOI

      10.1049/iet-smt.2014.0195

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 辺要素有限要素解析から得られる実対称線形方程式求解におけるICCG法の実用的実装の検討2014

    • 著者名/発表者名
      岡本吉史,髙橋康人,藤原耕二,阿波根 明,美舩 健,岩下武史
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 134 号: 9 ページ: 767-776

    • DOI

      10.1541/ieejpes.134.767

    • NAID

      130004684965

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel Hierarchical Matrices with Adaptive Cross Approximation on Symmetric Multiprocessing Clusters2014

    • 著者名/発表者名
      A. Ida, T. Iwashita, T. Mifune, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 22 号: 4 ページ: 642-650

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.22.642

    • NAID

      130004699523

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fast Transient Eddy-Current Analysis Using Error Correction Method for Series of Linear Systems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kawaguchi, T. Mifune, T. Iwashita and T. Matsuo
    • 学会等名
      The 17th IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2016)
    • 発表場所
      Miami, Florida, USA
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Complex-Valued Formulation of Nonlinear Time-Harmonic Magnetic Field Analysis and New Krylov-Like Solvers2016

    • 著者名/発表者名
      T. Mifune, Y. Takahashi and K. Fujiwara
    • 学会等名
      The 17th IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2016)
    • 発表場所
      Miami, Florida, USA
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient Motor Starting Analysis by Time Domain Parallel Finite-Element Method2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, K. Fujiwara, T. Iwashita and H. Nakashima
    • 学会等名
      The 17th International IGTE Symposium on Numerical Field Calculation in Electrical Engineering
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転機の始動特性解析のため運動方程式を考慮した時間領域並列有限要素法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,北尾純士,藤原耕二,岩下武史,中島浩
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      石垣市商工会館(沖縄県・石垣市)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電磁界有限要素解析における高並列処理速度の改善に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      仙波和樹,髙橋康人,片桐弘雄,浅沼達也,三輪將彦,佐野広征,山田隆
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      石垣市商工会館(沖縄県・石垣市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 過去の求解プロセスを利用した誤差修正法による3次元渦電流過渡解析の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      河口慈,美舩健,松尾哲司,岩下武史
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      石垣市商工会館(沖縄県・石垣市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 並列化TP-EEC法を用いたヒステリシス磁界解析の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,北尾純士,藤原耕二,阿波根 明,松尾哲司
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      汐留シティセンター(東京都・港区)
    • 年月日
      2016-01-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 時間分割型並列有限要素法を用いた回転機の磁界解析2015

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人
    • 学会等名
      第25回電磁界数値解析に関するセミナー
    • 発表場所
      同志社大学東京オフィス(東京都・中央区)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時空間タイリングによる3次元FDTD法のキャッシュチューニング2015

    • 著者名/発表者名
      岩下武史
    • 学会等名
      第25回電磁界数値解析に関するセミナー
    • 発表場所
      同志社大学東京オフィス(東京都・中央区)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形磁気特性を考慮した時間調和渦電流解析へのニュートン・ラフソン法の適用に関する一考察2015

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,美舩健,藤原耕二
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      高知大学(高知県・高知市)
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 代数ブロックマルチカラーリオーダリング付きICCG法の収束性に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      仙波和樹,たに浩司,山田隆,岩下武史,髙橋康人,中島浩
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      高知大学(高知県・高知市)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Load Balancing for Parallel Computation of Hierarchical Matrices2015

    • 著者名/発表者名
      T. Hiraishi, K. Munakata, A. Ida, T. Iwashita, and H. Nakashima
    • 学会等名
      ISC 2015
    • 発表場所
      Frankfurt, Germany
    • 年月日
      2015-07-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of Various Methods for the Finite Element Analysis of Nonlinear 3D periodic Eddy-current Problems2015

    • 著者名/発表者名
      R. Plasser, Y. Takahashi, G. Koczka, and O. Biro
    • 学会等名
      20th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of homogenization technique to geometric multigrid method for electromagnetic finite element analysis2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, T. Mifune, and T. Matsuo
    • 学会等名
      20th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的負荷分散を用いた階層型行列生成の並列化2015

    • 著者名/発表者名
      棟形克己,平石拓,伊田明弘,岩下武史,中島浩
    • 学会等名
      情報処理学会第77回全国大会
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スライドメッシュを考慮した領域分割型並列有限要素法による回転機の磁界解析2015

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,藤原耕二,岩下武史,中島浩
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      宮古島マリンターミナル(沖縄県・宮古島市)
    • 年月日
      2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 相変換と多相交流時間周期境界条件に基づくTP-EEC法の並列化2014

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,徳増正,藤原耕二,岩下武史,中島浩
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      宇都宮大学(栃木県・宇都宮市)
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Automatic Parameter Tuning of Three-Dimensional Tiled FDTD Kernel2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Minami, Motoharu Hibino, Tasuku Hiraishi, Takeshi Iwashita, Hiroshi Nakashima
    • 学会等名
      The Ninth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2014)
    • 発表場所
      Eugene(USA)
    • 年月日
      2014-07-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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