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2016 年度 実績報告書

超大規模有限要素解析の実用化に向けたヘテロジニアス型分散メモリ並列反復法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24760062
研究機関名古屋大学

研究代表者

荻野 正雄  名古屋大学, 情報基盤センター, 准教授 (00380593)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワード領域分割法 / 並列有限要素法 / ヘテロジニアスコンピューティング / ハイパフォーマンスコンピューティング / 超大規模計算 / CPU-GPUハイブリッド並列処理
研究実績の概要

本年度は,電磁場解析の高速化を継続して実施した.特に,準定常渦電流問題や高周波電磁界問題において辺要素有限要素法を適用した際に得られる複素対称線形方程式に対し,エルミート行列向け解法であるMINRES法を複素対称拡張したMINRES-like_CS法を提案し,その有用性を評価した.TEAM29モデルを用いた高周波電磁界に関する数値実験により,共振周波数においてはCOCG法などでは収束性が悪化することが知られているが,提案するMINRES-like_CS法によってその影響を小さくすることに成功した.また,導電率の値も行列の性質に影響するが,MINRES-like_CS法を用いることで導電率の値に影響しない収束率を得ることに成功した.これにより,高周波電磁界解析分野においてロバストな収束性を持つ反復法が開発されたと言える.
さらに,電磁場解析へのバランシング領域分割法の応用研究を継続して行った.静磁場問題向けのcoarse行列構築法を提案したが,数値実験の結果として簡易的な対角スケーリング前処理に対する優位性は得られなかった.本項目は継続しての研究開発が必要と言える.
また,超大規模解析におけるストレージ容量不足問題を解決するために,多階層精度圧縮数値記録の有限要素解析における性能評価を継続して行った.弾性解析に関する数値実験により,許容誤差が0.01より小さければ可視化画像に与える影響は無視できることを明らかにした.また,許容誤差と動解析におけるリスタート解析の影響についても調査し,許容誤差とリスタート間隔における関係性を明らかにし,動解析リスタートファイルに対してもデータ容量削減が可能であることを示した.

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 17件)

  • [雑誌論文] 部分領域反復法に疑似4倍精度を用いたfull-wave電磁界解析2017

    • 著者名/発表者名
      武居周, 水間健仁, 杉本振一郎, 桝井晃基, 荻野正雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C

      巻: J100-C ページ: 182-191

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tens of billions complex finite element analysis in high frequency electromagnetics2017

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, S., Takei, A., Ogino, M.
    • 雑誌名

      Mech. Eng. Lett.

      巻: 3 ページ: 16-0067

    • DOI

      10.1299/mel.16-00667

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient Compression of Scientific Floating-Point Data and An Application in Structural Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Liu, L., Ogino, M., Hagita, K.
    • 雑誌名

      Trans. JSCES

      巻: 2017 ページ: 20170002

    • DOI

      10.11421/jsces.2017.20170002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the coarse matrix solver of preconditioners for magnetostatic domain decomposition analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Kanayama, H., Ogino, M., Sugimoto, S., Yodo, K., Zheng, H.
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B

      巻: 137-3 ページ: 179-185

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.179

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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: 137-3 ページ: 195-201

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.195

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High resolution visualization library for exa-scale supercomputer2016

    • 著者名/発表者名
      Wada, Y., Murotani, K., Ogino, M., Kawai, H., Shioya, R.
    • 雑誌名

      Mathe. Prog. Expressive Image Synth. III

      巻: - ページ: 83-94

    • DOI

      10.1007/978-981-10-1076-7_10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A numerical study of iterative substructuring method for finite element analysis of high frequency electromagnetic fields2016

    • 著者名/発表者名
      Ogino, M., Takei, A., Sugimoto, S., Yoshimura, S.
    • 雑誌名

      Comput. Mathe. Appl.

      巻: 72-8 ページ: 2020-2027

    • DOI

      A numerical study of iterative substructuring method for finite element analysis of high frequency electromagnetic fields

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高精度計算ライブラリを利用した多倍長精度行列ベクトル演算の性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      関谷和明, 荻野正雄, 片桐孝洋, 永井亨
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [学会発表] amada, T., Yoshimura, S.ADVENTURE: Scalable Solvers for Industrial Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Kawai, H., Ogino, M., Shioya, R.
    • 学会等名
      CSE17
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 年月日
      2017-02-27 – 2017-03-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Tsunami run-up and inundation simulations using LexADV_EMPS solver framework on Fujitsu FX1002016

    • 著者名/発表者名
      Ogino, M., Zheng, H., Murotani, K., Koshizuka, S., Shioya, R., Liu, L.
    • 学会等名
      SC16
    • 発表場所
      Salt Lake City, USA
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Large-scale Tsunami Run-up and Inundation Simulation Using an Explicit Moving Particle Simulation Solver Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Zheng., H., Ogino, M., Murotani, K., Koshizuka, S., Shioya, R.
    • 学会等名
      Women in HPC workshop at SC16
    • 発表場所
      Salt Lake City, USA
    • 年月日
      2016-11-14 – 2016-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] A Domain Decomposition Method Based on an Algorithm of the MINRES method for High-Frequency Electromagnetic Field Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Ogino, M., Takei, A., Sugimoto, S.
    • 学会等名
      CEFC2016
    • 発表場所
      Miami, USA
    • 年月日
      2016-11-13 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] High-frequency electromagnetic field analysis using anatomical human body models2016

    • 著者名/発表者名
      Takei, A., Sugimoto, S., Ogino, M.
    • 学会等名
      CEFC2016
    • 発表場所
      Miami, USA
    • 年月日
      2016-11-13 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 大規模有限要素解析における DDM 圧縮及び適応 JHPCN-DF 圧縮の開発2016

    • 著者名/発表者名
      劉麗君, 荻野正雄, 萩田克美
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [学会発表] 大規模電磁場解析における反復法への高精度計算の適用2016

    • 著者名/発表者名
      桝井晃基, 荻野正雄
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [学会発表] 粒子法コードと汎用有限要素法コードによる片方向 FSI 解析に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      岩間拓也, 荻野正雄, 浅井光輝
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [学会発表] 部分領域を直接法で解く場合のインターフェイス問題の反復法について2016

    • 著者名/発表者名
      金山寛, 淀薫, 鄭宏杰, 杉本振一郎, 荻野正雄
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [学会発表] 高精細可視化ライブラリ LexADV VSCGのインタラクティブ可視化ビューア対応2016

    • 著者名/発表者名
      和田義孝, 荻野正雄, 室谷浩平, 河合浩志, 塩谷隆二
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [学会発表] MINRES-like_CS法を用いた高周波電磁界有限要素解析の収束性評価2016

    • 著者名/発表者名
      荻野正雄, 武居周, 杉本振一郎
    • 学会等名
      静止器/回転機合同研究会(電磁界数値計算技術)
    • 発表場所
      石垣市商工会館
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 反復型領域分割法に基づく高周波電磁界解析のインターフェース問題の収束性改善2016

    • 著者名/発表者名
      武居周, 杉本振一郎, 荻野正雄
    • 学会等名
      静止器/回転機合同研究会(電磁界数値計算技術)
    • 発表場所
      石垣市商工会館
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 静磁場の領域分割解析におけるコース問題の解法について2016

    • 著者名/発表者名
      金山寛, 荻野正雄, 杉本振一郎, 淀薫, 鄭宏杰
    • 学会等名
      静止器/回転機合同研究会(電磁界数値計算技術)
    • 発表場所
      石垣市商工会館
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] Subdomain local FE solver implementation using iterative solver in domain decomposition method2016

    • 著者名/発表者名
      Kawai, H., Ogino, M., Shioya, R., Yamada, T., Yoshimura, S.
    • 学会等名
      ICTAM2016
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-21 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] The BDD-DIAG Preconditioner in Domain Decomposition Analysis for Magnetostatic Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Kanayama, H., Zheng, H., Sugimoto, S., Ogino, M.
    • 学会等名
      ICCM2016
    • 発表場所
      Berkeley, USA
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-04
    • 国際学会
  • [学会発表] An Efficient Implementation of Parallel Scaled-BDD Method for Large-scale Structural Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Ogino, M.
    • 学会等名
      ICCM2016
    • 発表場所
      Berkeley, USA
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Finite Element Approach with Unsteady Bioheat Equation for Human Skin Injury2016

    • 著者名/発表者名
      Mukaddes, A.M.M., Shioya, R., Ogino, M.
    • 学会等名
      ICCM2016
    • 発表場所
      Berkeley, USA
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Evaluation of Data Compression Methods in Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Liu, L, Ogino, M.
    • 学会等名
      ICCM2016
    • 発表場所
      Berkeley, USA
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Evaluation of a Scaled-BDD on Distributed-Memory Parallel Computers2016

    • 著者名/発表者名
      Ogino, M.
    • 学会等名
      WCCM & APCOM 2016
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvements of a parallel finite element code for efficient data compression and visualization2016

    • 著者名/発表者名
      Liu, L., Ogino, M.
    • 学会等名
      WCCM & APCOM 2016
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of the BDD-DIAG Preconditioner to Domain Decomposition Analysis for Magnetostatic Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Kanayama, H., Ogino, M., Sugimoto, S., Zheng, H., Yodo, K.
    • 学会等名
      WCCM & APCOM 2016
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Storing Techniques for Sparse Matrices-A Study on Thermal-Convection Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Mukaddes, A.M.M., Shioya, R., Kanayama, H., Ogino, M.
    • 学会等名
      WCCM & APCOM 2016
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixed Precision Implementation of Coarse Inverse Approach in BDD Pre-conditioner2016

    • 著者名/発表者名
      Kawai, H., Ogino, M., Shioya, R., Yamada, T., Yoshimura, S.
    • 学会等名
      WCCM & APCOM 2016
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Evaluation of ADVENTURE_Solid and ADVENTURE_Thermal on the K computer2016

    • 著者名/発表者名
      Zheng., H., Mukaddes, A.M.M., Shioya, R., Ogino, M.
    • 学会等名
      WCCM & APCOM 2016
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance tuning of subdomain local FE solver in domain decomposition method2016

    • 著者名/発表者名
      Kawai, H., Ogino, M., Shioya, R., Yamada, T., Yoshimura, S.
    • 学会等名
      ECCOMAS2016
    • 発表場所
      Crete, Greece
    • 年月日
      2016-06-05 – 2016-06-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance evaluation of compression technique JHPCN-DF for large-scale structural analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Masao Ogino, Lijun Liu
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
  • [学会発表] 大規模解析のための多階層領域分割法によるデータ圧縮効果2016

    • 著者名/発表者名
      淀薫, 塩谷隆二, 荻野正雄
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
  • [学会発表] 領域分割型反復解法による並列疎行列ベクトル積の性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      劉麗君, 荻野正雄, 李雅坤
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
  • [学会発表] 領域分割法における反復法に基づくローカルソルバーの性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      河合浩志, 荻野正雄, 塩谷隆二, 山田知典, 吉村忍
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
  • [学会発表] 高精細可視化ライブラリLexADV_VSCGのビューア対応機能の実装2016

    • 著者名/発表者名
      和田義孝, 荻野正雄, 室谷浩平, 河合浩志, 塩谷隆二
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
  • [学会発表] 高精細可視化処理時における並列Zバッファ画像合成の効率化に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      荻野正雄, 矢田一馬
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
  • [学会発表] 倍々精度演算を用いた電磁界シミュレーションにおけるCOCG法の収束性改善2016

    • 著者名/発表者名
      荻野正雄, 桝井晃基
    • 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
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
  • [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
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
  • [学会発表] 静磁場領域分割解析におけるインターフェイス問題2016

    • 著者名/発表者名
      金山寛, 鄭宏杰, 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
    • 発表場所
      慶應義塾大学
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20

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公開日: 2018-01-16  

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