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2014 年度 実績報告書

複雑領域に対する陰関数ベース高速メッシュレス解析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24700053
研究機関東京工科大学

研究代表者

伊東 拓  東京工科大学, コンピュータサイエンス学部, 助教 (80433853)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードハイパフォーマンス・コンピューティング / GPGPU / メッシュレス法 / 陰関数曲面 / B-Spline / Many Integrated Core
研究実績の概要

平成26年度は,まず,前年度までにCPU環境で実装した陰関数生成アルゴリズムをさらに改良し,最終的にまとまったものをJournal Paperとして投稿した.同アルゴリズムは,B-Splineを利用した方法であり,GPU環境で実装すれば陰関数曲面のリアルタイムレンダリングが可能である.投稿論文では,GPU環境での実装はしていないものの,レンダリングの前段階で必要な処理を最大で約12.7倍高速化した.また,実用的なパラメータ設定をすると,入力節点数にほとんど依存しないアルゴリズムであることを示した.投稿論文は,最終的にアクセプトされた.
一方,メッシュレス法については,FDTD法にメッシュレス法の形状関数を組み込んだ方法(Meshless Time-Domain Method, MTDM)を用いて,電磁波伝搬シミュレーションの研究を主に行った.具体的には,Many Integrated Core (MIC) アーキテクチャを用いたMTDMの並列アルゴリズムを提案した.提案法では,MIC向けの最適化をコンパイラだけに任せるのではなく,独自の最適化を行うことで,より高速化できることを示した.MICでの並列化の第1段階として,提案法の評価は直線導波管で行ったが,1つのCPUコアでの実行と比較して,Offloadモードで約8.16倍の高速化を実現した.提案法をまとめたものは,最終的にJournal Paperとしてアクセプトされ,既に出版されている.
研究期間全体では,初年度から高速で安定な陰関数生成アルゴリズムの開発に取り組み,予想以上に時間はかかったものの,最終的にJournal Paperとなった.また,メッシュレス法の中でも,主としてMTDMの安定性と高速化について研究し,Journal Paperも幾つか出版された.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] High-Performance Computing of Electromagnetic Wave Propagation Simulation Using Meshless Time-Domain Method on Many Integrated Core Architecture2015

    • 著者名/発表者名
      T. Itoh, Y. Hirokawa, and S. Ikuno
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 51 ページ: 7204804

    • DOI

      10.1109/TMAG.2014.2353050

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Speedup of Iterative Solver for Electromagnetic Analysis Using Many Integrated Core Architecture2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ikuno, Y. Hirokawa, and T. Itoh
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 51 ページ: 7201504

    • DOI

      10.1109/TMAG.2014.2353036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Improvement of Extended Boundary Node Method2015

    • 著者名/発表者名
      A. Saitoh, T. Itoh, N. Matsui, and A. Kamitani
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 51 ページ: 7204704

    • DOI

      10.1109/TMAG.2014.2347336

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Meshless Time-Domain Method with Modified RPIM-Based Shape Functions for Electromagnetic Wave Propagation Simulation in Complex Shaped Domain2014

    • 著者名/発表者名
      T. Itoh, S. Ikuno, and H. Nakamura
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 9 ページ: 3401088

    • DOI

      10.1585/pfr.9.3401088

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Many Integrated Core アーキテクチャを用いた電磁界解析の高速化2015

    • 著者名/発表者名
      伊東拓
    • 学会等名
      静止器/回転機合同研究会
    • 発表場所
      沖縄県宮古島市,宮古島マリンターミナル
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-06
  • [学会発表] Speed-up of Extended Element-Free Galerkin Method on Many Integrated Core Architecture2014

    • 著者名/発表者名
      T. Itoh
    • 学会等名
      24th International Toki Conference (ITC-24)
    • 発表場所
      Ceratopia Toki, Toki, Gifu, Japan
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
  • [学会発表] Investigation of Meshless Time-Domain Method with Interpolating Moving Least-Squares Based Shape Functions2014

    • 著者名/発表者名
      T. Itoh
    • 学会等名
      AsiaSim & JSST 2014
    • 発表場所
      Kitakyushu International Conference Center, Kitakyushu, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-31
  • [学会発表] Numerical Investigations for Stable Calculation of Meshless Time Domain Method: Influence of Node Alignment on Numerical Stability2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ikuno, T. Itoh
    • 学会等名
      AsiaSim & JSST 2014
    • 発表場所
      Kitakyushu International Conference Center, Kitakyushu, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-31
  • [学会発表] 電磁界解析で表れる連立1次方程式に対する可変的前処理付き反復法のMICを用いた高速化2014

    • 著者名/発表者名
      伊東拓
    • 学会等名
      第6回「学際計算科学による新たな知の発展・統合・創出」シンポジウム
    • 発表場所
      茨城県つくば市,筑波大学 算科学研究センター
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-22
  • [学会発表] Modified RPIMの形状関数を用いたMeshless Time-Domain Methodの安定化2014

    • 著者名/発表者名
      伊東拓
    • 学会等名
      日本応用数理学会2014年度年会
    • 発表場所
      東京都港区,政策研究大学院大学
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [学会発表] RBF型関数の違いが拡張境界節点法の性能に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤歩,伊東拓
    • 学会等名
      日本応用数理学会2014年度年会
    • 発表場所
      東京都港区,政策研究大学院大学
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [学会発表] High Performance Computing of Meshless Time Domain Method on Multi-GPU Cluster2014

    • 著者名/発表者名
      S. Ikuno, T. Itoh
    • 学会等名
      International Conference on Mathematical Modeling in Physical Sciences 2014
    • 発表場所
      NH Parque Avenidas hotel, Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-31
  • [学会発表] Fast Generation of Smooth Implicit Surface Based on Piecewise Polynomial2014

    • 著者名/発表者名
      T. Itoh
    • 学会等名
      International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences (ICCES'14)
    • 発表場所
      Changwon Exhibition Convention Center, Changwon, Korea
    • 年月日
      2014-06-12 – 2014-06-17

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公開日: 2016-06-01  

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