構造・熱・流体・電磁場の弱連成ハイパフォーマンス解析

1998 Fiscal Year Final Research Report Summary

• Project/Area Number: 08405011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 矢川 元基 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011100)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古川 知成 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (10272395) ; 奥田 洋司 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (90224154) ; 吉村 忍 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90201053) ; 塩谷 隆二 九州大学, 工学部, 講師 (70282689)
• Project Period (FY): 1996 – 1998
• Keywords: 並列処理 / ネットワーク / 連成解析 / 計算力学 / 大規模解析 / 非線形解析 / 領域分割法 / 材料モデリング

Research Abstract

本研究では、原子力プラントの通常運転時、シビアアクシデント時の挙動解析におけるモデル精度向上の鍵となる要素技術として、(1)大規模3次元流体解析コードの開発、(2)熱流体連成効果を考慮した大規模3次元構造物の非線形・非定常応力解析コードの開発を行う。また、これらのソフトウエアの実装を前提とした最適なアーキテクチャを有する超並列計算機環境を構築する。
最終年度にあたる本年度は、領域分割型有限要素法に基づく非線形固体力学解析コードを用いて、単純形状(矩型体)の数千万自由度問題を解き、並列効率などを検証した。また、Free Mesh法に基づく流体解析コードを開発し、それを用いて100万自由度問題を解析し、80%を超える高い並列処理効率を有することを確認した。さらに、アダプディブ解析機能を実装し、解析効率の向上を図った。一方、シビアアクシデント環境における材料の非線形挙動は、従来型の陽な形式の構成方程式では記述できなくなる恐れがあることから、昨年度に引き続き、ニューラルネットワークに基づく陰な形式の材料モデリング技術の開発を行った。さらに、解析モジュールを統合化するための、オブジェクト指向に基づくフレームワークを構築し、その基本性能を検証した。

Research Products

• [Publications] 塩谷隆二、田久保宏行、矢川元基: "インターネットを用いた並列有限要素解析"日本機械学会論文集A編. 65、634. 1216-1223 (1999)
• [Publications] M.Shirazaki、G.Yagawa: "Large-scale Parallel Flow Analysis Based on Free Mesh Method"Computational Methods in Applied Mechanics and Engineering. 174. 419-431 (1999)
• [Publications] 青山裕司、矢川元基、平間宏一: "構造解析のための省メモリ型直接法による大規模連立一次方程式の求解"日本機械学会論文集C編. 64-624. 2954-2959 (1998)
• [Publications] 青山裕司、矢川元基、平間宏一: "並列計算機による100万自由度振動解析"日本機械学会論文集C編. 64-628. 4531-4536 (1998)
• [Publications] 中林 靖、矢川元基、吉村 忍: "FEM流体解析の大規模問題への適用(1000万自由度問題の評価)"日本機械学会、第11回計算力学講演会講演論文集. 595-596 (1998)
• [Publications] G.Yagawa: "Massively Parallel Computing with Free Mesh Method"4th World Congress on Computational Mechanicsh Abstracts. II. 922 (1998)