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2016 年度 実績報告書

落雷予測のための高精度3D地形モデルと超高速GPUクラスタによる雷放電電磁界解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K12496
研究機関仙台高等専門学校

研究代表者

園田 潤  仙台高等専門学校, 知能エレクトロニクス工学科, 教授 (30290696)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード雷放電電磁界解析 / FDTD法 / MW-FDTD法 / GPU / GPUクラスタ / 3次元FDTD数値モデル / UAV / SfM
研究実績の概要

落雷で生じる電磁波の長距離伝搬を解析するために,(1)高速な画像処理用プロセッサGPUを複数台ネットワーク接続したGPUクラスタを用いて,電磁波解析でよく用いられるFDTD法を長距離伝搬でも解析できるように改良したMW-FDTD法のGPUクラスタ向けプログラムを開発した。(2)実際にJAXAの全球高精度ディジタル3D地図などを用いて,また無人航空機UAVによる空撮画像を用いて局所的にディジタル3D地図およびFDTD数値モデルを作成するUAV-SfMプログラムを開発した。(3)さらに,長距離伝搬の解析においてFDTD法で生じる数値分散誤差を定量化する簡易式を導出し,所定の精度で解析できるパラメータ決定の指針を示すことができるようになった。以上のように,広域の雷放電電磁界伝搬を高速で解析できるGPUクラスタによるMW-FDTDプログラム,実地形からFDTD解析用数値モデルを作成するプログラムおよび局所的なFDTD数値モデルをUAV-SfMにより作成するプログラム,解析精度を保証する解析パラメータ提示プログラムにより,これまで困難であった実際の雷放電で生じる広域の電磁界伝搬を所望の精度で解析することができるようになった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 3次元MW-FDTD法の並列計算による数値地図と都市モデルを用いた雷放電電磁界解析2016

    • 著者名/発表者名
      及川貴瑛,園田潤,本間規泰,佐藤源之
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A

      巻: 136 ページ: 235-240

    • DOI

      http://doi.org/10.1541/ieejfms.136.235

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 深度センサで構築したFDTD数値モデルの誤差が電磁界解析に及ぼす影響の定量評価2016

    • 著者名/発表者名
      今野海航,園田潤, 金澤靖,佐藤源之
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C

      巻: 99-C ページ: 243-246

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] http://doi.org/10.1587/transele.E99.C.7932016

    • 著者名/発表者名
      J. Sonoda, K. Kaino and M. Sato
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Electronics

      巻: E99-C ページ: 793-796

    • DOI

      http://doi.org/10.1587/transele.E99.C.793

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Accurate 3-D reconstruction of sands from UAV image sequence2016

    • 著者名/発表者名
      R. Matsunaga, M. Hashimoto, Y. Kanazawa, and J. Sonoda
    • 雑誌名

      2016 International Conference On Advanced Informatics: Concepts, Theory And Application (ICAICTA)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 屋内外シームレス電波環境解析のためのUAV-SfMによるFDTD実環境マルチスケール数値モデル構築2016

    • 著者名/発表者名
      園田潤,今野海航,橋本瑞樹,金澤靖,佐藤源之
    • 学会等名
      電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会
    • 発表場所
      オホーツク・文化交流センター
    • 年月日
      2016-07-21 – 2016-07-22

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公開日: 2018-01-16  

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