| 研究課題/領域番号 |
18K04077
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
田口 健治 北見工業大学, 工学部, 准教授 (60435485)
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| 研究分担者 |
柏 達也 北見工業大学, 工学部, 教授 (30211155)
平田 晃正 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00335374)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 中間周波帯 / 人体ばく露 / 安全性評価 / 国際標準化 / 3次元電磁界解析 / FDTD法 / FDFD法 |
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| 研究実績の概要 |
中間周波数における人体ばく露評価においては、人体形状及び組織を考慮した高精度な解析を実施するため空間解像度Δ=2mmを有する人体数値ボクセルモデルを用いた時間領域の全解析手法であるFDTD法による解析が行われてきた。但し、高い空間分解能を維持した中間周波のFDTD解析では1周期に対する時間離散間隔が極めて小さくなるため非常に長い解析時間を要していた。この問題を解決すべく、昨年度は周波数領域の全波解析手法であるFDFD法の3次元解析プログラムを開発した。
FDFD法では連立一次方程式AX=Bを解く必要がある。行列の解法は直接法と反復法に大別されるが、人体ばく露解析の様な大規模疎行列Aを有する場合、必要メモリ及び計算時間の面から直接法による求解は困難である。そのため一般的に反復法が用いられるが、その計算時間は反復法の解法、係数行列Aの特性、前処理に影響を受ける。また、FDFDでは電磁界未知数を電界のみとするのか電磁界の両方とするのか、各ベクトル成分をどのように並べるかなど多くのパターンが存在し係数行列Aの特性に影響を与える。更に、近年の計算機性能を十分に引き出すためにはOpenMPやMPIなどを用いた並列計算への対応が必要不可欠である。
本年度は、中間周波帯人体ばく露解析を行うためのFDFD行列計算の高速化に関する基礎検討を行った。具体的には、FDFD行列解法の反復解法の種類、係数行列の前処理、電磁界未知数の並べ方の影響、及びそれらが近年の並列計算技術であるOpenMP及びMPIを用いた計算速度に与える影響について調査した。
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