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2014 年度 実績報告書

計算物質科学の基盤となる超大規模系のための高速解法

計画研究

研究領域コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス
研究課題/領域番号 22104004
研究機関名古屋大学

研究代表者

張 紹良  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20252273)

研究分担者 山本 有作  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (20362288)
曽我部 知広  愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (30420368)
今堀 慎治  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90396789)
宮田 考史  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90581645)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード計算物理 / 数理物理 / 数理工学 / シミュレーション工学 / 応用数学 / 計算物質科学 / 線形方程式 / 固有値問題
研究実績の概要

本研究では、物質デザインコンピューティクスに現れる様々な超大規模系の数理的諸特徴を研究すると同時に、最新の計算機を高度に駆使するための高速解法に対して総合的開発を行うことを目的とする。
1. 線形固有値問題と非線形固有値問題に帰着される物質デザインコンピューティクスの応用問題の現状をまとめ、分類を試みた。2. 規模と構造と代数性質の観点から分類を行った線形方程式の係数行列対して、いくつかの高速アルゴリズムを提案した。3. 新型前処理手法の研究を継続し,物性計算の問題に対して、その深化をはかりつつ、または構造解析の問題にも適用した。4. 高性能クラスタからなる並列システム上、固有値計算の並列技術を開発し、数十万規模の固有値問題の高速計算を成功させた。5. 固有値問題の実用的なニーズ(中間固有値)に対して,特化した解法を開発し、大規模問題に適用した。6.固有値問題の直接法においては、自動チューニング技術や並列解法も進展があった。
これらの成果を国内外の同分野の研究者に紹介し,学術交流を通してその位置づけ・意義を明確にするため,学術論文誌に投稿するとともに,国内学術会議(日本応用数理学会,情報処理学会,応用物理学会)と国外学術会議(欧米の数理学会,HPC学会,East Asia SIAM学会)にて出席し,発表を行った。
本研究で開発を行っている高速解法は、実問題に対する数値実験の結果より、その有効性が確認された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Implementation details of an extended oqds algorithm for singular values2015

    • 著者名/発表者名
      S. Araki, K. Kimura, Y. Yamamoto and Y. Nakamura
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 7 ページ: 9-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] IDR(s) for solving shifted nonsymmetric linear systems2015

    • 著者名/発表者名
      L. Du, T. Sogabe and S.-L. Zhang
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Applied Mathematics

      巻: 274 ページ: 35-43

    • DOI

      10.1016/j.cam.2014.07.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Convergence analysis of the parallel classical block Jacobi method for the symmetric eigenvalue problem2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, L. Zhang and S. Kudo
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 6 ページ: 57-60

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An algorithm for solving nonsymmetric penta-diagonal Toeplitz linear systems2014

    • 著者名/発表者名
      L. Du, T. Sogabe and S.-L. Zhang
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation

      巻: 244 ページ: 10-15

    • DOI

      10.1016/j.amc.2014.06.104

    • 査読あり
  • [学会発表] A Heuristic Algorithm for the Container Loading Problem of Challenge Renault/ESICUP2015

    • 著者名/発表者名
      H. Iwasawa, Y. Hu, H. Hashimoto, S. Imahori, M. Yagiura
    • 学会等名
      12th ESICUP Meeting
    • 発表場所
      Portsmouth, UK
    • 年月日
      2015-03-29 – 2015-03-31
  • [学会発表] グラフ理論に基づく自動ピッキングシステムの最適運用計画2015

    • 著者名/発表者名
      長谷陽平,今堀慎治
    • 学会等名
      日本OR学会 第42回中部支部研究発表会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-07 – 2015-03-07
  • [学会発表] オンライン自動チューニングのための性能モデルの構築法 ~ 正方行列の特異値分解を例にして ~2015

    • 著者名/発表者名
      長島聖児, 深谷猛, 山本有作, 横川三津夫
    • 学会等名
      日本応用数理学会2015年研究部会連合発表会
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス(東京都中野区)
    • 年月日
      2015-03-06 – 2015-03-06
  • [学会発表] GPUを用いたマルチシフトQR法とその性能最適化2014

    • 著者名/発表者名
      西澤慶亮, 宮田考史
    • 学会等名
      日本応用数理学会「行列・固有値問題の解法とその応用」研究部会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-12-25 – 2014-12-25
  • [学会発表] CholeskyQR2: a simple and communication-avoiding algorithm for computing a tall-skinny QR factorization on a large-Scale parallel system2014

    • 著者名/発表者名
      T. Fukaya, Y. Nakatsukasa, Y. Yanagisawa and Y. Yamamoto
    • 学会等名
      in Proceedings of the 5th Workshop on Latest Advances in Scalable Algorithms for Large-Scale Systems (ScalA'14)
    • 発表場所
      New Orleans, LA, USA
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-17
  • [学会発表] 重み付きプロクラステス距離を用いたエッシャー風タイリング生成2014

    • 著者名/発表者名
      川出静,西澤慶亮,宮田考史,今堀慎治
    • 学会等名
      NICOGRAPH 2014
    • 発表場所
      愛知工業大学(愛知県豊田市)
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-04
  • [学会発表] Sequence-Tripleを用いた3次元配置問題に対する局所探索法2014

    • 著者名/発表者名
      岩澤宏紀,今堀慎治
    • 学会等名
      RIMS研究集会「最適化アルゴリズムの進展:理論・応用・実装 」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-25
  • [学会発表] 2種類の図形によるタイリング生成における図形の選択方法2014

    • 著者名/発表者名
      川出静,今堀慎治
    • 学会等名
      RIMS研究集会「最適化アルゴリズムの進展:理論・応用・実装 」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-25
  • [学会発表] A nonlinear eigenvalue problem arising in theoretical fluid dynamics and its solution using signed singular values2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto
    • 学会等名
      The Fifth China-Japan-Korea Conference on Numerical Mathematics
    • 発表場所
      Yinchuan, China
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 非エルミート行列向け固有値解法のGPUによる高速化2014

    • 著者名/発表者名
      西澤 慶亮, 宮田 考史, 張 紹良
    • 学会等名
      SWoPP新潟2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
  • [学会発表] Efficient Local Search Algorithms for Three-Dimensional Packing Using Sequence-Triple2014

    • 著者名/発表者名
      S. Imahori, H. Iwasawa
    • 学会等名
      IFORS 2014
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
  • [学会発表] Performance analysis of the Householder-type parallel tall-skinny QR factorizations toward automatic algorithm selection2014

    • 著者名/発表者名
      T. Fukaya, T. Imamura and Y. Yamamoto
    • 学会等名
      The Ninth International Workshop on Automatic Performance Tuning (iWAPT2014)
    • 発表場所
      Eugene, Oregon, USA
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-01
  • [学会発表] GPUを用いたマルチシフトQR法の高速化について2014

    • 著者名/発表者名
      西澤 慶亮, 宮田 考史, 張 紹良
    • 学会等名
      第43回数値解析シンポジウム
    • 発表場所
      ホテル日航八重山(沖縄県石垣市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13

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公開日: 2016-06-01  

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