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報告書

ワークステーションクラスターによる格子ガス二相流シミュレーションコードの並列計算

渡辺 正; 海老原 健一; 加藤 克海*

JAERI-Data/Code 99-029, 38 Pages, 1999/05

JAERI-Data-Code-99-029.pdf:1.58MB

格子ガス法による2次元二相流シミュレーションコードをMPIライブラリーを用いて並列化し、ネットワークにより接続された4台のワークステーションからなるクラスターを用いて並列計算を行った。並列化効率をスカラー並列型計算サーバAP3000並びにベクトル並列型スーパーコンピュータVPP500と比較することによりワークステーションクラスターの性能評価を行った。ワークステーションクラスターのプロセッサ間データ転送性能は100Mb/sであり、並列計算機の専用ネットワークより劣るものの、並列計算機と比べて実用上十分な並列化効率が得られた。

論文

Numerical evaluation of interfacial area concentration using the immiscible lattice gas

渡辺 正; 海老原 健一

Nucl. Eng. Des., 188(1), p.111 - 121, 1999/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:52.69(Nuclear Science & Technology)

二相流の界面積濃度の変化を数値的に評価するために、粒子法のひとつである格子ガス法により二次元の典型的な流れ場における相分離及び混合のシミュレーションを行った。二種類の粒子を用いるimmiscible格子ガス法により二相を表現し、均一に混合した状態を初期値とするクェット流れ、層状に分離した状態を初期値とするキャビティー流れを計算し、界面積濃度の変化を調べた。同一の粒子で占められた格子領域を相内部、それ以外を相間と定義し相間領域の割合を界面積濃度とした。いずれの流れ場においても系の代表速度である壁面のすべり速度により界面積濃度が増加し、また定常状態においては壁速度と界面積濃度が相関づけられることが明らかとなった。これにより数値的な相関式の可能性が示された。

論文

格子ガス気液モデルにおける長距離相互作用と高密度相の表面との関係について

海老原 健一; 渡辺 正

第12回数値流体力学シンポジウム講演論文集, p.239 - 240, 1998/12

長距離相互作用(rとする)を加えた格子ガスは、一種類の粒子からなる系における相分離をシミュレーションすることができ、生成される相は、その密度によって区別される。このモデルでは、系全体の密度が臨界密度より小さい場合、平衡状態において、低密度相中に1つの円形の高密度相を生成することができる。この高密度相の表面は、rの広がりをもつ局所領域中の密度情報によって見つけることができる。また、密度分布と平均自由行程分布から、得られた表面をはさんで4rの領域を表面の厚さとし、その厚さ分をのぞいた領域を正味の内部領域と外部領域とすることができる。今回は、正味の内部、外部領域の圧力と表面の位置を用い、さらに、格子空間であることを考慮して、Laplaceの式から表面張力を計算し、直線状表面において得られた表面張力と比較することによって、表面の厚さ4rの妥当性を見る。

報告書

非浸透格子ガスモデルによる二相流シミュレーションコードの開発並びに並列化

渡辺 正; 海老原 健一; 蕪木 英雄

JAERI-Data/Code 97-056, 32 Pages, 1998/01

JAERI-Data-Code-97-056.pdf:1.57MB

非浸透格子ガスモデルによる二次元二相流シミュレーションコードを開発し、ベクトル並列型スーパーコンピュータVPP500並びにスカラー並列計算サーバAP3000において並列化を行った。並列処理にはVP500ではVPP FORTRANのユーザ指示行を使用し、AP3000ではMPIライブラリを使用した。VPP500においては、プロセッサ間のデータ転送速度が高速であるため、計算処理の並列化のみにより実用上十分な並列化効率が得られた。一方、AP3000では計算処理の並列化と同時にデータ分割の必要性が示された。また、AP3000における並列化にはVPP FORTRANよりもMPIを使用する方が効率的であることがわかった。

論文

Surface of dense phase in lattice-gas fluid with long-range interaction

海老原 健一; 渡辺 正; 蕪木 英雄

Int. J.Modern Phys. C, 9(8), p.1417 - 1427, 1998/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.32(Computer Science, Interdisciplinary Applications)

流体を多粒子系として表すことができる格子ガス流体は、長距離相互作用を導入することにより、一種粒子で構成される系における相分離をシミュレーションすることが可能となる。このモデルの系において、分離して生じる相は、その粒子数密度によって区別され、系全体の密度を比較的小さくすると、低密度相中に等方的な高密度相が生じる。今回は、この低密度相中の高密度相の表面の厚さについて、表面張力に関するプラスの式と各相中の粒子の平均自由行程の点から議論する。各相において、平均自由行程が一定となる領域を正味の相とし、それ以外の領域を表面の厚さとすると、ラプラスの式から得られる表面張力が、平面の表面上で計算された表面張力と一致することがわかる。

報告書

格子ガスセルオートマトンの気液モデルによる相分離の研究

海老原 健一; 渡辺 正; 蕪木 英雄

JAERI-Research 97-043, 26 Pages, 1997/07

JAERI-Research-97-043.pdf:1.4MB

本報告書では、格子ガスセルオートマトンの気液モデルによる相分離の研究について記述する。気液モデルは、流体現象をシミュレーションする手法である格子ガスセルオートマトンに長距離相互作用を導入することによって、相分離現象のシミュレーションを可能としたモデルである。一部の長距離相互作用を含んだ気液モデルに対しては、既に統計力学的な解析がなされ、状態方程式を導出することによって、相分離についての説明が与えられている。本報告書では、まだ考慮されていなかった残りの相互作用をすべて取り込むことによって、既に導出されていた状態方程式の修正を行った。さらに、計算機シミュレーションによって、修正された状態方程式の検証を行い、状態方程式と相分離の様子の関係を考察した。

報告書

Study of identification of geometrically shaped solids using colour and range information

海老原 健一

JAERI-Research 97-031, 46 Pages, 1997/05

JAERI-Research-97-031.pdf:2.52MB

本報告書は、色と距離の情報を用いて幾何学的形状の立体を同定する研究について記述している。本研究では、原子力施設内の機器の認識を目的とし、現段階では、そのような機器は、単一色の幾何学的な形状の立体の組み合わせで表現できると仮定している。今回の研究では、複数の幾何学的形状の立体のカラー画像を、色と距離の情報を用い、比較的容易かつ効果的に分割することが可能となった。さらに、分割されたカラー画像の各領域は、距離データを抽出するために使用され、抽出された距離データは、その空間分布を調べることによって、平面又は曲面に分類される。

論文

格子ガス気液モデルによる流れ場における相分離

海老原 健一; 渡辺 正; 蕪木 英雄

第11回数値流体力学シンポジウム講演論文集, p.239 - 240, 1997/00

格子ガスの気液モデルによる流れ場における相分離の様子について発表する。気液モデルは、格子ガスのFHPモデルに長距離相互作用を加えて構築されたモデルであり、同種粒子の密度差によって区別される相への相分離をシミュレーションすることができる。今回は、この気液モデルを流れ場において用い、相分離に対する流れや境界(壁)の影響について議論する。

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