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2016 年度 実施状況報告書

スパコン上で効率よく大規模連成解析を行うためのフレームワークの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K17499
研究機関諏訪東京理科大学

研究代表者

杉本 振一郎  諏訪東京理科大学, 工学部, 助教 (40451794)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード並列計算 / 連成解析 / 階層型領域分割法
研究実績の概要

実現象の多くは構造,流体,熱伝導,電磁場などが相互関連する複合現象である.そのため,機器を設計・開発するにあたり複合現象を考慮した連成解析が重要になる.また,より高精度な解析を行うため大自由度モデルを用いたシミュレーションに対する需要が高まっている.
しかし,すでに開発されている計算力学システムの中には数億自由度を超える解析を行えるものが存在し,京コンピュータなどで実績をあげているものの,それらのシステムのほとんどは非常に限られた現象の解析しかできない.一方,多機能な連成解析が可能なソフトウェアが市販されているが,これらは数千万自由度を超える解析ができないか実用的な時間で解が得られない,または導入に多大なコストを要するなど,高精度な連成解析を行うにはまだ問題がある.そこで本研究計画では,数千万~数十億自由度規模の連成解析を高い実行効率で行える連成解析フレームワークの研究開発を行い,連成解析の実証試験を行うことを目的としている.
今年度は東京大学情報基盤センターのスーパーコンピュータOakleaf-FXで汎用階層型領域分割法ライブラリを用いて300億自由度の精度検証モデルの解析,100億自由度の数値人体モデルの実用的な解析に成功し,本研究で研究開発している汎用階層型領域分割法ライブラリの高い性能を示した.また単一物理現象を効率よくつなげて連成解析を行うカプラ機能の研究開発も順調に進行した.来年度は本研究で研究開発したシステムを用いて連成解析の実証試験を行っていく.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

スーパーコンピュータ上で300億自由度の解析を行い,本研究で研究開発している汎用階層型領域分割法ライブラリの高い性能を示すことができた.また単一物理現象を効率よくつなげて連成解析を行うカプラ機能の研究開発も順調に進行している.

今後の研究の推進方策

来年度は当初の計画どおり本研究で研究開発したシステムを用いて連成解析の実証試験を行っていく.

次年度使用額が生じた理由

協力者との打合せを電子メールや遠隔会議システムなどで代替して旅費を抑えたため,残額が生じた.

次年度使用額の使用計画

順調に成果が得られているので,成果発表のための論文投稿料や旅費に充てる.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Finite element analysis with tens of billions of degrees of freedom in a high-frequency electromagnetic field2017

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro SUGIMOTO, Amane TAKEI and Masao OGINO
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Letters

      巻: Vol.3 ページ: -

    • DOI

      10.1299/mel.16-00667

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 階層型領域分割法による回転機の解析2017

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎,荻野正雄,金山寛
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B

      巻: Vol.137, No.3 ページ: pp.195-201

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.195

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Efficient Parallel Numerical Analysis of Rotating Bodies based on Hierarchical Domain Decomposition Method2017

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro SUGIMOTO, Masao OGINO, Hiroshi KANAYAMA and Amane TAKEI
    • 学会等名
      The 21st International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG2017)
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2017-06-18 – 2017-06-22
    • 国際学会
  • [学会発表] 階層型領域分割法を用いた回転機の並列解析2017

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎
    • 学会等名
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD29)
    • 発表場所
      倉敷
    • 年月日
      2017-05-18 – 2017-05-19
  • [学会発表] 電磁場解析向け階層分割型数値計算フレームワークの高速化検討(第2報)2017

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎,荻野正雄
    • 学会等名
      第29回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD29)
    • 発表場所
      倉敷
    • 年月日
      2017-05-18 – 2017-05-19
  • [学会発表] 階層型領域分割法を用いた回転機の解析(第2報)2017

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎
    • 学会等名
      電気学会 静止器・回転機合同研究会資料SA-17-31, RM-17-31
    • 発表場所
      東京都小金井市
    • 年月日
      2017-01-18 – 2017-01-19
  • [学会発表] 数百億自由度の高周波電磁界解析2017

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎,武居周,荻野正雄
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会論文集
  • [学会発表] Analysis of Rotary Machines with Hierarchical Domain Decomposition Method2016

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro SUGIMOTO
    • 学会等名
      The 35th JSST Annual Conference, International Conference on Simulation Technology (JSST2016)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 階層型領域分割法での移動体の考慮2016

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-23
  • [学会発表] 階層型領域分割法を用いた回転機の解析2016

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎
    • 学会等名
      電気学会 静止器・回転機合同研究会資料SA-16-69,RM-16-115
    • 発表場所
      石垣
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-08
  • [学会発表] Hierarchical Domain Decomposition Method with the Moving Bodies2016

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro SUGIMOTO
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics and The 6th Asia-Pacific Congress on Computational Mechanics (WCCM XII & APCOM VI)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 階層型領域分割法での移動体の効率的な解析2016

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会論文集
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
  • [学会発表] 電磁場解析向け階層分割型数値計算フレームワークの高速化検討2016

    • 著者名/発表者名
      杉本振一郎,荻野正雄
    • 学会等名
      第28回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD28)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20

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公開日: 2018-01-16  

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