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2020 年度 実施状況報告書

実用的な回転機の磁界解析のための三次元ハイブリッド並列計算システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K04324
研究機関岐阜大学

研究代表者

河瀬 順洋  岐阜大学, 工学部, 特任教授 (20144735)

研究分担者 山口 忠  岐阜大学, 工学部, 教授 (30291777)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードハイブリッド並列 / 三次元並列有限要素法 / 回転機解析 / MPI / OpenMP
研究実績の概要

CPUの動作周波数や搭載コア数の異なる2つの並列計算環境(3.7GHz・8coreCPU、2.1GHz・12coreCPU、ともに6台のPCを使用)において、同一の実用的な回転機解析モデル(IPMモータ・電流入力・磁気非線形を考慮・時間ステップ解析・50万要素)の三次元並列有限要素法による磁界解析を行い、解析結果を比較検討し、MPIによる領域分割とOpenMPによるCPU内のcore並列を組み合わせたハイブリッド並列性能を明らかにした。
その結果、ハイブリッド並列に関して、次のことが確認できた:①どの並列計算を使用しても解析結果に違いはなかった。②単純な領域分割による並列計算では、CPUがもつ全coreを計算に使用するより半分のcoreを使用する方が並列性能があがる。③ハイブリッド計算は単純な領域分割による並列計算に比べて計算時間が削減でき、使用するcore数の増加に伴い並列性能も向上する。④動作周波数は低いがcore数の多いCPUを使用したハイブリッド並列は、動作周波数は高いがcore数の少ないCPUを使用したハイブリッド並列よりも、高い並列性能が得られたが、計算時間は長くなった。
上記の結果より、実用的なIPMモータの磁界解析における有益な並列計算環境の構築のためのデータを得ることができた。

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

セキュリティ事項の関連から、並列計算機システムへ学外からアクセスできないようにしているため、新型コロナウィルス感染拡大防止のための通勤・通学制限により、並列計算機へのアクセスが滞ったため。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画通り、永久磁石同期電動機、誘導電動機、SRモータといった解析対象の違いやコギングトルク解析、正弦波電流入力解析、PWM電圧入力解析といった駆動状態の違いなど様々な回転機に対して、これら並列計算システムを用いて磁界解析を行い、解析対象に対する並列化手法の有用性をできるだけ明らかにしていく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 三次元Hybrid並列有限要素法によるIPMモータの磁界解析の性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      山口 忠・河瀬順洋・石原旭人
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会
  • [学会発表] バー切れしたかご形誘導電動機の定常特性解析2020

    • 著者名/発表者名
      河瀬順洋・山口 忠・魚住啓斗・河野 寛・渡邉将史・草留泰三
    • 学会等名
      電気学会 静止器/回転機合同研究会
  • [学会発表] Hybrid Parallel FEM on PC Cluster with Multi-core Processor2020

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Yamaguchi, Yoshihiro Kawase, and Murase
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics Analysis of Induction Motor with Broken Rotor Bars at Steady State2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kawase, Tadashi Yamaguchi, Hiroto Uozumi, Hiroshi Kawano, Masashi Watanabe, and Taizo Kusadome
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2020)
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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