10年後の計算機環境での超大規模流体計算を目指した計算アルゴリズム研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655361
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中橋 和博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 琢真 東北大学, 流体科学研究所, 講師 (60292231)
• Keywords: 数値流体力学 / 大規模計算 / 並列計算 / 圧縮性流れ

Research Abstract

現行の数値流体力学の最大の問題点は、計算結果が格子および物理モデルに常に依存するために信頼性に欠けていることである。それを解決するために、Building-Cube Methodと名付けた新しい計算アプローチを昨年に国際会議にて提案した。格子および物理モデル依存性を除去するために高密度な格子を用いた計算法であり、近未来の大規模重列計算機で効率よい数値解析および計算後処理を意識したものである。
2年目の今年度は、Building Cube Methodのための2次元の完全自動格子生成プログラム、ナビエ・ストークスソルバーを構築し、また物体壁近くでの境界条件の与え方、Cube領域間のデータの受け渡し法、計算時間を短縮する方法、および並列計算機への対応アルゴリズム等の独自の計算法を開発した。その成果を平成16年1月に米国航空宇宙学会航空宇宙科学会議にて発表した。さらに並列化効率を議論した論文を平成16年5月の国際並列数値流体力学会議にて、また乱流遷移トリップワイヤーをも含んだ翼型周りの高レイノルズ数流れを平成16年7月にカナダで開催される国際数値流体力学会議で発表する予定である。
2年間の研究において提案通りの基本的なアルゴリズムを構築し、大規模計算を指向した本計算法のコンセプトが有効であるという確信を得た。基本アルゴリズムは国際学術誌に投稿準備中であり、今後は大型計算機を用いて3次元問題により本アプローチの実証計算を行う。

Research Products

• [Publications] K.Nakahashi, L-S.Kim: "Building-Cube Method for Large-Scale, High Resolution Flow Computations"AIAA Paper (44th AIAA Aerospace Science Meetings). 2004-0434. 1-10 (2004)
• [Publications] K.Nakahashi: "Building-Cube Method for Flow Problems with Broadband Characteristic Length"Computational Fluid Dynamics 2002, Springer. 77-81 (2003)
• [Publications] K.Nakahashi, L-S.Kim, T.Fujita: "Building-Cube Method Designed for Large Scale Flow Computations on Parallel Computers"Parallel Computational Fluid Dynamics, New Frontiers and Multi-Disciplinary Applications, North-Holland. 435-439 (2003)