建築・都市環境の計算流体力学における超並列計算システムの構築

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04505003
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 村上 周三 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40013180)
• 研究分担者: 水谷 国男 三建設備工業(株), 技術本部, 研究主査 ; 内海 康雄 宮城工業高等専門学校, 助教授 (30168728) ; 持田 灯 東京大学, 生産技術研究所, 講師 (00183658) ; 加藤 信介 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (00142240)
• キーワード: 乱流数値解析 / 並列処理 / 建築環境工学 / 並列解法 / 通信時間 / 並列計算効率 / SIMPLED法 / アルゴリズム

研究概要

本年度は、並列処理と流体数値解析の現状を検討した上で、建築環境問題への具体的な適用における並列解法及びアルゴリズムを考察し、並列処理適用に関する問題点を明らかにした。また、並列計算機の一例としてHXnet型の並列処理計算機ADENARTを用いて、SIMPLE-D法による2次元及び3次元のCavity flowの計算の並列処理を行い、その並列処理の性能と各CPU間の通信時間の関係を検討していた。3次元のCavity flowの場合、256個のCPUを使用する並列処理は逐次処理の場合に比べ、約100倍の加速率を示す他、各CPU間の通信時間が総計算時間の約10%となるなど、従来の流体並列処理の事例に比べても、並列化効率がかなり高いことを確認した。これにより大規模な実用計算にこの並列計算処理の適用が有効であることを示している。
以上より建築環境工学に係る流体シミュレーションの並列化に関し、数多くの独自の視点からこれを検討するとともに、今後急速な発展が期待される並列計算機へ適用が可能な高速数値計算のアルゴリズムを開発しその有効性を確認することができた。

研究成果

• [文献書誌] 張維,村上周三,加藤信介,内海康雄: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その3) 並列処理におけるMultigrid法の適用" 日本建築学会関東支部研究報告集. 165-168 (1992)
• [文献書誌] 岡本理,村上周三,加藤信介,張維: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その4) HXnet型並列計算機におけるSIMPLED法の並列処理" 日本建築学会大会学術講演梗概集(関東). 725-726 (1993)
• [文献書誌] 張維,村上周三,加藤信介: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その5) Multigrid法の適用による計算の高速化" 日本建築学会大会学術講演梗概集(関東). 727-728 (1993)
• [文献書誌] 加藤信介,村上周三,張維,岡本理: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その6) HXnet型並列計算機を用いたSIMPLED法による3次元流れ場の並列処理" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 117-120 (1993)
• [文献書誌] 張維,村上周三,加藤信介: "並列処理による流体数値解析に関する研究(その7) Multigrid法による2次元室内気流の数値シミュレーション" 空気調和・衛生工学会学術講演論文集. 121-124 (1993)
• [文献書誌] 加藤信介,村上周三,張維,岡本理,三浦靖弘: "HXnet型並列計算機を用いたSIMPLED法による3次元流れ場の並列処理" 第7回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 551-554 (1993)