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論文

原子力分野におけるグリッド・コンピューティング技術を核とした研究基盤構築への取り組み

南 貴博; 鈴木 喜雄; 青柳 哲雄; 伊藤 俊紀*; 中島 憲宏

FAPIG, (174), p.31 - 39, 2007/02

日本原子力研究開発機構システム計算科学センターでは、STAやITBL基盤ソフトウェアと呼ばれるグリッドミドルウェア開発を通じて得た知見をもとに、グリッド・コンピューティング技術の応用技術開発を加速させ、国際的な原子力グリッド基盤(AEGIS: Atomic Energy Grid InfraStructure)構築を目指したプログラムを平成18年4月より開始した。本稿では、AEGISプログラムに先行するさまざまな取り組みから、2つのキーテクノロジーを紹介する。1つは、簡易なグリッドシステムを構築可能な「STARPC+」で、もう一つは、国際間の計算機資源共有を実現する「ドイツUNICOREとITBLの連携システム」である。

論文

異なるグリッド環境の相互接続法

櫛田 慶幸; 鈴木 喜雄; 南 貴博; 青柳 哲雄; 中島 憲宏

全NEC C&Cシステムユーザー会平成19年度論文集(CD-ROM), 10 Pages, 2007/00

異なる研究機関・大学をまたがったコンピュータ資源の分配を、シームレスかつセキュアに行うためにGRID環境が構築されてきた。しかしながら、GRID環境を構築するためのソフトウェア(GRIDミドルウェア)がさまざまな研究機関により、互いに互換性を持たず構築されてきたため、導入したミドルウェアの違いにより相互に接続できない研究機関の組合せが存在する。そのため、本論文では連携サーバーと呼ばれる仲介サーバーを構築し、二種類のGRIDをシームレスかつセキュアに接続することに成功した。

論文

Interoperability between UNICORE and ITBL

鈴木 喜雄; 南 貴博; 谷 正之; 中島 憲宏; Keller, R.*; Beisel, T.*

Proceedings of 7th International Meeting on High Performance Computing for Computational Science (VECPAR '06)/Workshop on Computational Grids and Clusters (WCGC '06) (CD-ROM), 9 Pages, 2006/07

異なるサイエンスグリッドシステム間の相互接続は、大規模実験施設及び大規模スーパーコンピュータの世界的な利用に不可欠である。相互接続を達成する最も簡単な方法の一つは、異なるサイエンスグリッドシステム間でそれらの変更なしに、メッセージを変換することである。そのような考えに基づき、UNICOREとITBLの相互接続について、媒体として働くサーバーを用いることにより、それらシステムをほとんど変更することなく相互接続することに成功した。国際的標準化が確立されるまでの間は、異なるサイエンスグリッドシステム間でのメッセージ変換の方法は、相互接続を達成する方法として有望である。

口頭

The Large-scale numerical analysis of nuclear power plant in distributed computational environments

南 貴博; 松原 仁; 山岸 信寛; 長谷川 幸弘; 青柳 哲雄; 中島 憲宏; 谷 正之

no journal, , 

平成17年度、高度計算機技術開発室でチームを組み、"SC '05 HPC Analytics Challenge"に参加し、"honorable mention"を受賞した。当該研究では、原子力プラントのフルスケール数値シミュレーションの実現に向けた第一ステップとして、原子炉及び冷却系装置を含む複雑な系を、組み立て構造解析という新たな手法を取り入れることにより、シミュレーションすることに成功した。国際会議SC '05においては、この研究成果をパネル及びリーフレットを使い、特にグリッド利用の観点からデモンストレーションする。

口頭

The Large-scale numerical analysis of nuclear power plant in distributed computational environment

松原 仁; 南 貴博; 羽間 収; 西田 明美; Tian, R.; 中島 憲宏; 谷 正之

no journal, , 

原子力プラントは、圧力容器,中間熱交換器など多数の複雑な部品からなる大規模組立構造物であり、それぞれが互いに連成することによって外力に抵抗する。したがって、原子力プラントの各部品が他の部品、あるいは全体に及ぼす影響を明らかにすることは、構造工学上極めて重要な課題である。従来、このような問題を取り扱う場合、原子力プラントは、一体構造物と仮定され、各部品間に生じる相互作用力を加味した全体挙動の評価は不可能であった。本研究では、原子炉と一次冷却系に対して、ITBLグリッド環境の利用による部品間接続を加味した三次元有限要素法の構築を試みた。その結果、各部品の変形挙動や応力状態を加味した原子炉全体解析が可能になり、静的外力作用時における原子炉全体の応力・ひずみ状態が明らかになった。

口頭

原子力プラントのための耐震情報管制システム構想,1; 原子力グリッド基盤(AEGIS)の構築

鈴木 喜雄; 櫛田 慶幸; 山岸 信寛; 南 貴博; 松本 伸子; 中島 康平; 西田 明美; 松原 仁; Tian, R.; 羽間 収; et al.

no journal, , 

日本原子力研究開発機構システム計算科学センターでは、原子力グリッド基盤(AEGIS: Atomic Energy Grid InfraStructure)の研究開発を推進している。本研究開発の目的は、原子力研究の基盤となるグリッド環境の構築である。本研究開発の主なターゲットの一つとして、原子力プラントのための3次元仮想振動台の構築がある。ここでは、原子力プラントの機器,建屋,基礎,地盤の連成を考慮した数値解析による実条件・実環境下での原子力プラントまるごとシミュレーションを目標としている。本講演では、AEGISの前身にあたるグリッド基盤技術及び本技術の3次元仮想振動台のプロトタイプへの適用について述べる。

口頭

Interoperability establishment between UNICORE and ITBL

櫛田 慶幸; 鈴木 喜雄; 南 貴博; 谷 正之; 中島 憲宏; Keller, R.*; Beisel, T.*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構(旧日本原子力研究所)では、Information Technology Based Laboratory(以降ITBLと略す)と呼ばれるGrid構築の中心的役割を担ってきた。Gridとは、地理的に離れた計算機資源,実験施設や研究データを、所属機関を越え、容易に共同利用できるようにする環境の総称である。ITBLはこれまでに、日本国内の主要6研究機関が所有する計算機資源(18台、総演算性能54テラフロップス)を接続することに成功しているが、原子力分野を含めた国際的な研究活動基盤構築のため、諸外国において構築されているGridとの相互運用性を確立することが重要かつ必要である。しかしながら、利用するGrid構築用ソフトウェア(ミドルウェア)の違いや、Gridごとのセキュリティポリシーの違いのため、Gridの相互接続に問題が生じているのが現状である。本発表では、代表的ミドルウェアの一つであるUNICOREを利用しているドイツ・シュツットガルド大学HLRSとの間に相互運用性を確立した際の手法、及び実際の利用形態について説明を行う。

口頭

原子力グリッド基盤(AEGIS)の核融合研究への適用

鈴木 喜雄; 櫛田 慶幸; 山岸 信寛; 中島 康平; 南 貴博; 松本 伸子; 青柳 哲雄; 中島 憲宏; 射場 克幸*; 林 伸彦; et al.

no journal, , 

日本原子力研究開発機構システム計算科学センターでは、原子力研究における計算科学基盤の構築を目指して、原子力グリッド基盤(AEGIS: Atomic Energy Grid InfraStructure)の研究開発を推進している。ここで、本基盤を適用するターゲットの一つとして核融合研究を位置づけている。核融合研究における実験の遠隔制御,データアクセス,統合解析等の各システムへの適用について述べる。

口頭

能登半島におけるPM$$_{2.5}$$中炭素成分の$$^{14}$$C分析

山田 怜奈*; 池盛 文数*; 中村 俊夫*; 南 雅代*; 渡邊 隆広; 木ノ内 健人*; 松木 篤*

no journal, , 

炭素はエアロゾル粒子中の主な成分の一つであるが、その種類は多種多様であり、化学種を特定し、起源を推定することが困難とされる。しかし、$$^{14}$$Cを用いることで、それらの発生源を推測することができる。$$^{14}$$Cの半減期は5730年であり、化石燃料中には存在しない。このため$$^{14}$$C測定を行うことで化石燃料の寄与率を推定することができる。我々は能登半島の先端で、他の地域から長距離輸送された化石燃料由来物質、および自然環境やバイオマス燃料から排出された物質の寄与率を調べるため、能登半島でエアロゾル粒子を採集し、$$^{14}$$C測定を行った。能登半島におけるPM$$_{2.5}$$の放射性炭素濃度は、全ての試料で70pMC以上を示した。この結果は、中部日本遠隔地域のエアロゾルに含まれる炭素成分では、化石燃料由来の物質の寄与が小さく、相対的に現代の生物活動、もしくは人為的なバイオマス燃焼由来の物質の寄与が大きいことを示している。

口頭

Source apportionment of carbonaceous matter in PM$$_{2.5}$$ at NOTO peninsula using $$^{14}$$C analysis

山田 怜奈*; 池盛 文数*; 中村 俊夫*; 南 雅代*; 渡邊 隆広; 木ノ内 健人*; 松木 篤*

no journal, , 

環境変動のメカニズムを理解するためにエアロゾル粒子中の主な成分の一つである炭素の寄与率と供給源を明らかにすることが必要である。著者らの最近の研究により、能登半島における微小なエアロゾル粒子には炭素成分がおおよそ50%以上含まれていることが明らかになっている。エアロゾル粒子に含まれる炭素成分は多様であり、それらの化学形態と供給源を推定することは困難であった。そこで、本研究では放射性・安定炭素同位体比を用いて、エアロゾル粒子中の炭素成分の分析を行った。能登半島の先端にある大気観測拠点(NOTOGRO)において、2014年6月26日から7月26日まで一週間ごとにPM$$_{2.5}$$ハイボリュームエアサンプラーを用いてエアロゾル粒子を採取し、炭素同位体比測定を行った。$$^{14}$$C濃度測定は名古屋大学のタンデトロン加速器質量分析計、$$delta$$$$^{13}$$C測定には安定同位体比質量分析計を用いた。採取した4試料の放射性炭素濃度はそれぞれ約70pMC(パーセントモダンカーボン)であった。これらの結果は、化石燃料由来の物質のみではなく、現代の植物の影響や人為的なバイオマス燃焼由来物質の寄与が相対的に大きいことを示す。

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