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報告書

高並列分散メモリ型計算機におけるモンテカルロ中性子・光子輸送計算コードMCNP4の並列化

増川 史洋; 高野 誠; 内藤 俶孝; 山崎 孝男*; 藤崎 正英*; 鈴木 孝一郎*; 奥田 基*

JAERI-M 93-210, 40 Pages, 1993/11

JAERI-M-93-210.pdf:1.24MB

遮蔽解析計算速度・精度の向上を目的としてモンテカルロ中性子・光子輸送計算コードMCNP4の並列化を行い、高並列分散メモリ型計算機AP・1000においてその性能を評価した。コードを静的・動的に解析し、MCNP4の遮蔽計算機能について並列化のアルゴリズムを策定した。効果的な並列化を行うためにヒストリの各processor elementへの割当は動的に空いているものへ行うようにしたほか、通信処理の飽和を避けられるように複数ヒストリをまとめてバッチ処理を行えるようにした。サンプルとして2,000,000ヒストリで行ったキャスク解析では、512台構成のAP-1000により約82%の並列化効率が得られ、実計算速度としてもFACOM M-780の約50倍(推定)の速さが得られた。

論文

A Parallelization study of the general purpose Monte Carlo code MCNP4 on a distributed memory highly parallel computer

山崎 孝男*; 藤崎 正英*; 奥田 基*; 高野 誠; 増川 史洋; 内藤 俶孝

Proc. of the Joint Int. Conf. on Mathematical Methods and Supercomputing in Nuclear Applications,Vol. 2, p.374 - 383, 1993/00

汎用モンテカルロコードMCNP4を富士通の分散メモリ型高並列コンピュータAP1000に導入した。本研究では、MCNP4コードの遮蔽解析機能の並列化を行った。各プロセッサに対して動的にヒストリーを割りあて、ある特定のプロセッサに対してプロセスのコントロールを割りあてる手法が本研究では用いられた。並列化したコードの並列化効率は典型的な問題に対し85%に達する。このような結果はモンテカルロ法による遮蔽解析において、従来の計算機に比べて高並列計算機が優位であることを示すものである。

論文

Parallel processing for the direct simulation Monte Carlo method

横川 三津夫; 渡辺 健二*; 山本 浩康*; 藤崎 正英*; 蕪木 英雄

Computational Fluid Dynamics Journal, 1(3), p.337 - 346, 1992/10

直接シミュレーション・モンテカルロ法(DSMC法)は希薄流れから連続流れの範囲の気体流れの数値シミュレーション手法のひとつである。この方法では、多数の模擬分子を用いるため、非常に長い計算時間と大量のメモリを必要とする。本論文では、DSMC法の並列計算手法とその評価結果について述べる。遷移領域におけるキャビティ内流れの解析において、プロセッサ1台の計算時間と比較した結果、プロセッサ64台で約42倍の速度向上が達成された。また、プロセッサ間の通信時間とアイドル時間を計測し同じ粒子数をもつように領域分割することが重要であることを確認した。

論文

モンテカルロ法による遮蔽計算コードMCACEと臨界計算コードKENO-IVの並列化

高野 誠; 増川 史洋; 小室 雄一; 内藤 俶孝; 川添 明美*; 奥田 基*; 藤崎 正英*; 鈴木 孝一郎*

日本原子力学会誌, 34(6), p.533 - 543, 1992/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.26(Nuclear Science & Technology)

モンテカルロ法による遮蔽計算コードMCACEおよび臨界計算コードKENOIVの並列計算機への適用性について検討するため、両コードを並列化した後、高並列計算実験機AP-1000上で実行し並列化による処理速度向上に関する測定を行った。最大64台のセルを使用し、基本的なプログラムフローを変えずに,比較的単純な方法で並列化を行ったが、MCACEコードでは最大52倍の処理速度の高速化が達成された。一方、KENOIVコードはMCACEコード程には並列化に適していないが,セル台数が8台の時に約5倍の高速化が達成された。高速化を妨げる主要因は、セル台数が多い時に問題となる並列化の不可能な部分に要する計算時間、およびランダムウォークを行なう粒子数の少ない時に顕著となるセルでの待ち時間であることが判明した。

報告書

原子力知能化システム技術の研究; 人間動作シミュレーション・プログラム、HASP、昭和63年度作業報告

浅井 清; 上中 淳二*; 神林 奨; 樋口 健二; 久米 悦雄; 藤崎 正英*; 藤井 実; 横川 三津夫

JAERI-M 89-023, 167 Pages, 1989/03

JAERI-M-89-023.pdf:4.53MB

日本原子力研究所は1987年よりHASP(Human Acts Simulation Program)と名付けた人工知能とロボティックスに関する研究を10年計画で開始した。HASPでは、知能ロボットが自然言語で記述された作業命令を読み、意味を解釈し、自己の行動を計画し、動作列を生成し、装置や機器が保有する情報を採用し、その動作列を精密化してプラント保守作業を遂行する。ロボットの被曝線量計算を含むこれらの過程はすべて論理計算と数値計算によってシミュレーションされる。3次元空間において計算されたロボット行動は、高速画像処理装置を使用して映像化される。HASPプロジェクトの目標は、(1)知能ロボット設計の基盤技術の開発、(2)プラントの知能化、自動化技術の開発、(3)人工知能関連のシステム化された基盤技術の原子力分野への提供、である。

報告書

原子力コードのベクトル化支援エキスパート・システムCes-VP

藤崎 正英*; 牧野 光弘*; 石黒 美佐子

JAERI-M 88-152, 134 Pages, 1988/08

JAERI-M-88-152.pdf:3.44MB

10年間にわたる日本原子力研究所でのベクトル化経験を通じて蓄積されたベクトル化ノウハウをルールとしてまとめた原子力コードのベクトル化支援を行うエキスパート・システムCes-VPを試作した。ベクトル化の初心者は、専門家のノウハウをこのシステムから手軽に引き出せる。本報告書では、このシステムの利用可能性について検討した結果について述べる。

報告書

二足歩行ロボット運動学的シミュレーション; ロボット運動学計算プログラムと作画

石黒 美佐子; 藤崎 正英*

JAERI-M 88-080, 70 Pages, 1988/04

JAERI-M-88-080.pdf:1.68MB

本報告は、計算センターに62年度から新設された人間動作シミュレーション研究の研究課題のうち、人間動作をロボット運動学でモデル化し、人間の各関節の動く角度を計算し、映像化するという試みについて報告する。

報告書

軽水炉安全性評価コードRELAP5の変換支援ツール; CDC版からFACOM版へ

篠沢 尚久*; 藤崎 正英*; 牧野 光弘*; 近藤 一也*; 石黒 美佐子

JAERI-M 86-186, 106 Pages, 1987/01

JAERI-M-86-186.pdf:2.65MB

軽水炉安全解析コ-ドRELAP5は、米国アイダホ国立研究所(INEL)で、CDC-CYBER176計算機用に開発された。INELでは、RELAP5コ-ドを機能拡張やエラ-修正の為、頻繁にバ-ジョンアップしている。日本原子力研究所では、このコ-ドを、CDC版からFACOM版に変換して使用している。この変換作業は、コ-ドの規模が大きい事及びCDCとFACOM間の計算機のハ-ドウウェア及びソフトウェアの違いがある為、多大な時間を費やしてきた。そこで、この変換作業を支援する為のソフトウェアツ-ルを開発した。このツ-ルによって、RELAP5コ-ドの変換作業の効率が改善された。変換作業の生産性は、手作業で行なっていた時と比べて、2.0~2.6倍である。ツ-ルを使用した時の変換作業の手続きと各ツ-ルのオプション・パラメ-タについても記述される。

報告書

Implementation of reactor safety analysis code CATHARE and its use on FACOM M-380

石黒 美佐子; 篠沢 尚久*; 富山 峯秀; 藤崎 正英*

JAERI-M 86-079, 85 Pages, 1986/05

JAERI-M-86-079.pdf:1.79MB

CATHAREはフランスのグルノーブル原子力研究センタ-で開発された安全性評価コードである。コードは、加圧水型原子炉の冷却材喪失時の熱流動現象を模擬する。本コードは、原研のROSA-IV計画とフランスのBETHSY-CATHARE計画間の技術交流の一部として導入された。コードは総計23ファイル,115,000ステートメントから成る大規模なもので、その大半はEsopeと呼ばれる独自のFortran拡張言語で書かれている。導入された版は、ISPRAのAmdhal計算機用に作られたIBM版に基づいているが、ソフトウェアの差違などにより、いくつかの修正が必要となった。本報告書では、CATHAREコードとその図形処理システムについてプログラム構造の概要と、原研での使用方法、導入方法、エラー修正方法、原研での導入上の問題点、計算時間分布について述べられる。

口頭

Hardware development by FPGA for an eigenvalue solver in MHD stability analysis

徳田 伸二; 大久保 博*; 藤崎 正英*; 軽部 行洋*

no journal, , 

トカマクにおける理想MHD的な摂動の安定性を同定する解析コードMARG2Dの開発整備が進んだ。このコードは、安定性問題を固有値問題に帰着させ、並列計算機(たとえばAltix3700Bx2)を用いた場合、固有値問題を10秒以下で解く。ITERにおいて圧力分布が変化する特徴的な時間は3$$sim$$5秒であるので、実時間解析がもっともらしくなってきた。これを実現するため、われわれは、FPGAを用いた、固有値問題を解く専用機の開発に取り組んでいる。会議では、このプロジェクトの進展、特に、FPGAによる行列演算について、その性能評価を交えて報告する。

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