Large-scale parallel simulation of blood flow coupled with a diseased blood vessel

血管と疾患血管との大規模並列シミュレーション

Guo, Z.; 平山 俊雄; 松澤 照男*

Guo, Z.; Hirayama, Toshio; Matsuzawa, Teruo*

本研究は市販流体と構造解析コードに異なるメッシュ間における物理量の補間ライブラリMpCCIを組込むことにより、弱連成シミュレーション・システムを開発することを目的としている。高度解析機能を持つ市販解析コードは多くの研究分野で多用されているため、複数の市販解析コードを、MPMD(Multi Program Multi Data)方式で分散メモリ並列計算機において、一つの解析システムに構築することによって、複雑な物理現象を連成で解析できる。また、異なる数値モデルを両コードで並列計算しているため、計算効率も向上できる。本研究では、弱連成で最も困難とされる、異なる数値モデルの境界における物理量の補間を、MpCCIライブラリより行うことにする。このシステムを用いて、周期的に発生する動脈拍動流と、動脈瘤の血管壁における動的力学挙動を解析し、本システムの実効性を立証した。

The objective of the presented study is to develop a LC (Loose Coupling) simulation system implementing two commercial numerical simulation software packages linked by a library called MpCCI (Mesh-based paralle Code Coupling Interface). This library is an essential and a robust tool for carrying out interpolations of the physical variables (values) between different numerical models. We have programmed the MpCCI library into two commercial codes, Mecano and Star-CD, and implemented the developed LC simulation system on a distributed parallel computer by a MPMD (Multi Program Multi Data) parallel programming style. Numerical simulation results of an aneurysm diseased artery acquired by dynamic CSD (Computational Structure Dynamics) coupled transient CFD (Computational Fluid Dynamics) undergoing pulsation blood flow with the LC simulation system is presented which illustrate the mechanical behaviors of the arterial wall.