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論文

緊急時放射能放出源推定システムの広域分散計算環境への実装とその実時間可視化

村松 一弘; 今村 俊幸; 北端 秀行; 金子 勇; 武宮 博*; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 平山 俊雄

計算工学講演会論文集, 6(1), p.241 - 244, 2001/05

インターネットなどのネットワークで接続された複数の計算機資源を高性能な仮想並列計算機とみなし、この広域分散計算機環境上で大規模な科学技術計算を実行しようという試みが考えられる。いわゆるメタコンピューティング実験である。筆者らはこの考えにもとづき、広域分散計算環境上に緊急時放射能放出源推定システムを実装して、その計算結果で実時間で可視化し、ユーザのPC上で表示するシステムを開発した。これにより、ユーザは放射能漏れ事故における放射能放出源計算の評価及び推定が短時間で可能になり、本システムの開発はリスク・マネージメントに対する貢献が大きいと考えられる。本論文では、このシステムの構成及びアメリカで開催されたSC2000における実験について報告する。

論文

ワールドワイドメタコンピューティングの試みについて

今村 俊幸; 村松 一弘; 北端 秀行*; 金子 勇*; 山岸 信寛*; 長谷川 幸弘*; 武宮 博*; 平山 俊雄

情報処理学会研究報告2001-ARC-142, p.49 - 54, 2001/03

世界各国の計算機資源のみならずさまざまなネットワーク上の装置を有機的に結合し、一つの仮想計算機システムを構築する試みとしてメタコンピューティングが提案されている。原研では、これまで開発したSTA基本システムを利用してローカルエリアネットワーク内での実験を行ってきたが、さる11月に開催されたSC2000において、世界4ヶ国のスパコンを結合して世界規模での実験の試みに成功した。本実験では放射線情報推定システムを用いて世界4機関の並列計算機を利用し最大計510CPUの計算を行うことができた。また、計算と同時に放射線源の拡散過程の実時間可視化を行うことも成功した。本報告では、実験に使用した要素技術並びに実験の結果について報告する。

論文

Parallel real-time visualization system for large-scale simulation; Application to WSPEEDI

村松 一弘; 大谷 孝之; 北端 秀行; 松本 秀樹*; 武井 利文*; 土肥 俊*

Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 10 Pages, 2000/09

並列計算機上で動作する、大規模シミュレーションのための実時間可視化システムを開発してきた。本システムは、PATRASに名付けられ、構造格子にも非構造格子にも適用することができる。それゆえ、流体解析や有限要素法を用いた構造解析の実時間可視化が可能である。ここで実時間可視化とは、計算の実行途中でその計算結果を可視化するトラッキングと、計算の途中で解析や可視化のためのパラメータを変更するステアリングを意味する。またGUIはJavaアプレットで構築されているため、インターネット環境下での利用が可能である。本システムの適用事例として、緊急時における放射能放出源推定システムWSPEEDIへの適用が取り上げられる。

論文

Software environment for local area metacomputing

武宮 博*; 今村 俊幸; 小出 洋; 樋口 健二; 辻田 祐一; 山岸 信寛*; 松田 勝之*; 上野 浩一*; 長谷川 幸弘*; 木村 俊哉; et al.

Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 16 Pages, 2000/09

並列分散型の科学計算の開発及び実行環境を支援するために、STA(Seamless Thinking Aid)と呼ばれる計算環境を開発した。STAは、(1)各プログラム・コンポーネントの開発環境、(2)各々のコンポーネントをまとめて一つのアプリケーションに形成する機能、そして(3)アプリケーションを分散した計算資源に配分する機能等のツール群を提供する。STAの有用性を立証するために、われわれはいくつかの並列科学計算のアプリケーションを開発してきた。ここでは、これらのアプリケーションの特徴とSTAにおける構築法について述べる。

論文

New technical functions for WSPEEDI; Worldwide version of system for prediction of environmental emergency dose information

茅野 政道; 永井 晴康; 古野 朗子; 北端 秀行; 山澤 弘実

Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 8 Pages, 2000/00

WSPEEDIは、国外の大規模事故時に放出された放射性物質の環境影響を実時間で予測するシステムである。システム開発と並行して、システムは種々の演習や実事故に適用され、それらの経験をもとに以下の新機能を開発している。(1)詳細な気象状況を予測するための総観規模大気力学モデル。(2)拡散シミュレーションと環境モニタリングを利用した放出源推定機能。(3)緊急時における迅速な情報交換のための国際的なネットワーク。

報告書

緊急時における放射能放出源推定システムの開発

北端 秀行*; 茅野 政道

JAERI-Data/Code 99-012, 47 Pages, 1999/03

JAERI-Data-Code-99-012.pdf:2.82MB

国内のモニタリングポストの複数で異常を検出し、国内のサイトから事故の通報がないような場合には、国外からの放射能の流入が考えられる。このような緊急時に備え、モニタリングと拡散計算から、ブラックボックスである放出地点や放出量を、精度良く、かつ迅速に推定できる新たな手法の開発を行った。この方法は、従来的な逆流跡線解析手法ではなく、想定される複数の放出条件(放出地点、放出開始時間、放出継続時間)の組合せについて、実際に並列計算機で拡散計算を実行する。そしてその結果から、観測値と統計解析によって最も一致度の高い放出条件を推定するというものである。なお、本システムは原研の世界版緊急時線量予測システムWSPEEDIをベースに開発を行った。

論文

Development of source term estimation method during nuclear emergency

北端 秀行*; 茅野 政道

Mathematics and Computation, Reactor Physics and Environmental Analysis in Nuclear Applications, 2, p.1691 - 1698, 1999/00

高濃度の放射能を検知した際に、迅速にその放出源情報(放出地点,放出時間,放出量)を推定する新たな手法を開発した。われわれのモデルは長距離大気輸送計算と統計解析(モニタリングデータと予測結果との比較)を組み合わせた手法であり、数多くのシミュレーションを、並列計算機を有効利用することで短時間で行う。また、操作性を高めるために、シミュレーションの入力パラメータ作成から統計解析結果の表示まで、一連の操作はすべてWebブラウザ上で実行できるようにシステムの構築を行った。なお、基本的な性能を評価するためにETEX(European Tracer Experiment)のデータを使って検証を試みた。その結果、数時間程度で放出量としては実験値と同じオーダーを算出し、本手法の有効性が示された。

報告書

酸性雨予測計算コードSTEM2の並列化

北端 秀行*; 土浦 宏紀*; 植田 洋匡*; 相川 裕史

JAERI-Data/Code 98-015, 34 Pages, 1998/03

JAERI-Data-Code-98-015.pdf:1.47MB

酸性雨影響予測計算コードSTEM2に対し、スカラ並列計算機SP2とベクトル並列計算機VPP30のタイプの違う2機種の計算機を用いて並列化を行った。その結果、スカラマシンのSP2における34並列で13.7倍、ベクトルマシンVPP300の12並列で24.2倍の高速化を実現するとができた。STEM2は、有害な一次汚染物質である、NO$$_{x}$$,SO$$_{x}$$からラジカルな光化学オキシダントにいたるまで、大気中に存在するほとんどすべての大気汚染物質を含んでおり、複雑な化学反応過程をモデルの中に組み込んでいるのが最大の特徴である。本報告書ではこの酸性雨予測計算コードSTEM2に対して行ったベクトル・並列化の方法とそれによる性能向上について報告する。

論文

分散メモリ型並列計算機上での流体解析のための実時間可視化システム; 酸性雨予測計算コードSTEM2への適用

村松 一弘; 北端 秀行*; 松本 秀樹*; 武井 利文*; 土肥 俊*

第8回NEC・HPC研究会論文集, p.45 - 51, 1998/00

並列計算サーバ上での流体解析の結果を、ネットワークで接続されたクライアント上で解析と同時に可視化するとともに、解析及び可視化のための種々のパラメータをクライアントのGUI(Graphical User Interface)で制御する実時間可視化システムを開発した。本システムでは、並列計算機上で流体解析から画像データ生成までの過程を並列処理することにより高速化するとともに、サーバからクライアントへの画像データ転送に画像圧縮技術を用いることにより、ネットワークの負荷を軽減している。またクライアント側はOS非依存の実現方式として、Javaアプレットを利用している。これにより、Webブラウザされていれば実時間可視化が可能になっている。なお講演では、会場のパソコンと当センターのSX-4をネットワークで接続して、酸性雨予想計算コードSTEM2を利用したデモンストレーションを行う。

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