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小野寺 直幸; 井戸村 泰宏; 長谷川 雄太; 中山 浩成
第35回数値流体力学シンポジウム講演論文集(インターネット), 3 Pages, 2021/12
高解像度の風況解析は、スマートシティ設計に活用できるなど非常に重要である。都市部は高層ビルが密集した複雑な形状をしており、それらにより風の流れが乱流状態となるため、都市街区全域から細かな路地までを捉えた大規模計算が必要である。本研究グループでは、GPUおよび適合細分化格子(AMR)法を用いた格子ボルツマン法(LBM)に基づく解析手法CityLBMを開発している。現実の風況を再現するためにメソスケール気象予測モデルの風況および地表面温度が境界条件として必要となる。本研究では、それらの境界条件の高度化として、Monin-Obukhov相似則に基づく熱流束を求める物理モデルを導入した。物理モデルの検証として、米国オクラホマシティの野外観測実験に対して解析を実施し、観測値を良く再現できていることを確認した。
朝比 祐一; 小野寺 直幸; 長谷川 雄太; 井戸村 泰宏
no journal, ,
定点観測された風向などの時系列データおよび汚染物質放出点を入力として、汚染物質の地表面拡散分布を予測する機械学習モデルを開発した。問題設定としては、一様風が都市部へ流入し、都市部内にランダムに設置された汚染物質放出点から汚染物質が拡散するという状況を扱っている。機械学習モデルとしては、汚染物質放出点から汚染物質の拡散分布を予測するU-Netモデルを用いた。風向などの時系列データは、Transformerや多層パーセプトロンによってEncodeし、U-Netへと引き渡す。これによって、現実的に取得可能な定点観測時系列データのみを入力とし、実用上価値の高い汚染物質の地表面拡散分布の予測を可能とした。
伊奈 拓也; 井戸村 泰宏; 今村 俊幸*; 山下 晋; 小野寺 直幸
no journal, ,
多相多成分熱流動解析コードJUPITERの前処理付き共役勾配法(PCG法)向けに混合精度前処理を開発した。この前処理はFP16データとFP32演算を組み合わせたハイブリッドな混合精度演算を採用している。FP16でメモリ上に保存したデータをキャッシュ上でFP32に変換して中間結果をFP32で演算して最終結果をFP16に変換してメモリに戻すことで丸め誤差を低減する。開発した前処理を3,200
2,00014,160の3次元構造格子を用いた大規模問題で性能測定を実施した。その結果、悪条件行列にFP16データ形式を用いてもPCG法の収束性を維持しつつ、メモリアクセスを削減することでスーパーコンピュータ富岳の2000ノードでFP64前処理実装から1.79倍の高速化を達成した。