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2016 年度 実績報告書

高度な電気機器設計の基盤となる高性能電磁場解析の実現

研究課題

研究課題/領域番号 26289075
研究機関北海道大学

研究代表者

岩下 武史  北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (30324685)

研究分担者 美舩 健  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (20362460)
平石 拓  京都大学, 学術情報メディアセンター, 助教 (60528222)
高橋 康人  同志社大学, 理工学部, 准教授 (90434290)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード電気機器 / 電磁場解析 / 並列処理 / ハイパフォーマンスコンピューティング
研究実績の概要

1 運動方程式を考慮した時間領域並列有限要素法を開発し、かご形誘導電動機の始動特性解析に適用して、その有効性を検証した。その結果、通常並列処理の効果が得にくい、2次元解析のように未知変数の個数が少ない問題であっても、9倍以上の並列台数効果が達成可能であることを示した。また、提案法において一度に求解する時刻ステップ数をプロセス数と一致させることで、特に使用プロセス数が少ない場合に速度向上率の改善が可能であることを明らかにした。
2 渦電流解析の高速化のための誤差修正法に関して、誤差修正用写像行列をRayleigh-Ritz法により構成する方法を新たに提案し、様々なテストモデルについて性能の評価を行った。穴あき導体を含むT-Ω有限要素解析、A法・A-φ法による有限要素解析、電圧源を含む有限要素解析、透磁率の非線形性を考慮した解析などの例題について、誤差修正法の高い有効性を確認した。
3 電磁場解析計算の並列計算機上での性能最適化を行うフレームワークについての研究を進めた。具体的には、同フレームワークを東京大学や京都大学のメニーコアプロセッサ(Intel Xeon Phi)に基づくスパコン環境へ移植した。また、電磁場解析カーネルの性能最適化を複数の異なるマルチコアプロセッサ、メニーコアプロセッサで行い、本フレームワークの有効性を確認した。
4 電気機器解析に用いられる電界解析において、研究代表者らが開発した境界要素解析フレームワークの有効性を検証し、大規模問題の解析や解析高速化に有用であることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 回転機の始動特性解析のための運動方程式を考慮した時間領域並列有限要素法2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,北尾純士,藤原耕二,岩下武史,中島浩
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B

      巻: 137 ページ: 230-237

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.230

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非線形時間調和渦電流解析へのニュートン・ラフソン法の適用と磁化特性のモデル化に関する一考察2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,美舩健,藤原耕二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B

      巻: 137 ページ: 238-244

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.238

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Software Framework for Parallel BEM Analyses with H-matrices Using MPI and OpenMP2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iwashita, A. Ida, T. Mifune and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Procedia computer science

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Automatic mapping operator construction for subspace correction method to solve a series of linear systems2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iwashita, S. Kawaguchi, T. Mifune and T. Matsuo
    • 雑誌名

      JSIAM Letters

      巻: 9 ページ: 25-28

    • DOI

      10.14495/jsiaml.9.25

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fast Transient Eddy-Current Analysis Using Error Correction Method for Series of Linear Systems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kawaguchi, T. Mifune, T. Iwashita and T. Matsuo
    • 学会等名
      The 17th IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2016)
    • 発表場所
      Miami, Florida, USA
    • 年月日
      2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Complex-Valued Formulation of Nonlinear Time-Harmonic Magnetic Field Analysis and New Krylov-Like Solvers2016

    • 著者名/発表者名
      T. Mifune, Y. Takahashi and K. Fujiwara
    • 学会等名
      The 17th IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2016)
    • 発表場所
      Miami, Florida, USA
    • 年月日
      2016-11-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient Motor Starting Analysis by Time Domain Parallel Finite-Element Method2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, K. Fujiwara, T. Iwashita and H. Nakashima
    • 学会等名
      The 17th International IGTE Symposium on Numerical Field Calculation in Electrical Engineering
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2016-09-19
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転機の始動特性解析のため運動方程式を考慮した時間領域並列有限要素法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      髙橋康人,北尾純士,藤原耕二,岩下武史,中島浩
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      石垣市商工会館(沖縄県・石垣市)
    • 年月日
      2016-09-09
  • [学会発表] 電磁界有限要素解析における高並列処理速度の改善に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      仙波和樹,髙橋康人,片桐弘雄,浅沼達也,三輪將彦,佐野広征,山田隆
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      石垣市商工会館(沖縄県・石垣市)
    • 年月日
      2016-09-07
  • [学会発表] 過去の求解プロセスを利用した誤差修正法による3次元渦電流過渡解析の高速化2016

    • 著者名/発表者名
      河口慈,美舩健,松尾哲司,岩下武史
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      石垣市商工会館(沖縄県・石垣市)
    • 年月日
      2016-09-07

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公開日: 2018-01-16  

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