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2020 年度 実績報告書

超大規模電磁場解析を実用化するエクストリームスケールコンピューティング

研究課題

研究課題/領域番号 19J12838
研究機関名古屋大学

研究代表者

桝井 晃基  名古屋大学, 情報学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
キーワード反復法 / 電磁場解析 / 大規模数値計算 / 前処理 / 高精度複素数演算 / 複素対称疎行列
研究実績の概要

電子機器・電子デバイス等の開発設計を効率化するために,これらのシミュレーションで出てくる大規模な複素対称線形方程式に対する反復法の高速化を行なった.今回は,複素数演算の最適化をするとともに,特に反復法の前処理手法に着目し,実装手法の確立や高速化を行なった.具体的に本研究で取り組んだ内容について述べる.
まず,高精度演算の最適化について,高精度複素数演算基盤は以前より実装を進めており,OSSとして公開済みであるが,未実装な演算(一部の混合精度演算)への対応など,さらに機能を拡張した.このライブラリについては今後も利便性の向上など,機能を充実させていく.
次に反復法の前処理について,本研究で扱っている対称な疎行列に対しては不完全コレスキー分解(IC前処理)が広く使われている.しかし,その多くはフィルインを付さない(前処理と係数行列の非ゼロパターンが同じ)IC(0)が用いられており,フィルインを付した不完全分解については報告があまりなく,実装方法も確立されていない上に電磁場解析問題に対する性能は不明であった.そこで,C言語を用いて効率的な実装を行い,100万自由度を超える大規模電磁場問題に対して性能評価を行なった.
その結果,問題によっては反復回数を従来の1/4程度に削減し,計算時間も半分以下に短縮することに成功した.これらのことから,開発した反復法が有効であることが示され,電磁場シミュレーションの高速化に寄与した.
これらの成果は学会や研究会,学術論文誌などで発表している.

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] A COMINRES-QLP Method for Solving Complex Symmetric Linear Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Lijun、Sekiya Kazuaki、Ogino Masao、Masui Koki
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Power and Energy

      巻: 140 ページ: 832~841

    • DOI

      10.1541/ieejpes.140.832

    • 査読あり
  • [学会発表] 大規模電磁場問題に対する反復法におけるフィルインと加速係数の性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      桝井晃基,伊野文彦
    • 学会等名
      第178回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
  • [学会発表] 高周波電磁場問題に対する反復法におけるIC分解前処理のフィルイン手法による収束性の改善2021

    • 著者名/発表者名
      桝井晃基
    • 学会等名
      大規模電磁界数値解析手法に関する研究シンポジウム (LSCEM2021)
  • [学会発表] 複素対称線形方程式に対する反復法のIC分解前処理の最適実装2020

    • 著者名/発表者名
      桝井晃基,荻野正雄,片桐孝洋
    • 学会等名
      SWoPP2020

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公開日: 2021-12-27  

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