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渡辺 正
Proceedings of International Conference on Parallel Computational Fluid Dynamics (ParCFD 2007) (CD-ROM), 4 Pages, 2007/05
浮遊液滴は容器壁の影響を受けないため、高温の溶融金属の物性測定に利用することができ、液滴形状振動の振動数及び減衰から、線形理論に基づき表面張力と粘性がそれぞれ求められる。液滴形状の変形が大きい場合、非線形効果が顕著になり、また内部流動の影響が懸念される。本報告では、液滴の3次元振動挙動を数値シミュレーションにより調べ、振動振幅が振動周波数へ及ぼす影響を検討した結果について示す。シミュレーションにおいては、圧力方程式の解法として共役勾配法を用い、並列化により48台で32倍から48倍の高速化を達成した。行列計算部分のみに関しては、48倍から68倍であった。並列化の際に必要となる前処理行列として点ヤコビ法,ブロックヤコビ法,加法シュワルツ法を比較し、液滴シミュレーション時のそれぞれの特性と高速化の関連について検討した。さらに、並列計算時のデータ転送速度の影響等についても検討した結果を示す。
内海 隆行*; Koga, J. K.; 功刀 資彰*
Parallel Computational Fluid Dynamics; New Frontiers and Multi-Disciplinary Applications, p.539 - 546, 2003/00
高強度・短パルスレーザー照射によるプラズマのメゾスコピックレベルでの非線現象の解明には、ブラソフ-ポアソン方程式の高精度かつ高効率の数値解析手法が必要となる。このため、従来より粒子シミュレーション法,フーリエ-エルミート変換法,フーリエ-フーリエ変換法,有限要素法,スプリッティング法などが提案されてきたが、筆者等は数値流体解析手法として開発されたCIP法を拡張したDA-CIP法を提案してきた。DA-CIP法は、差分操作を含まず、場の量を支配方程式と整合性のある空間微分値を含めた状態量により推定し、時間発展を高精度数値積分法を用いて計算するために、安定で高精度な数値解を得ることができる。本報告では、DA-CIP法が局所的演算に基づく手法であるために、関西研の超並列計算機システムなどによる並列計算に適したアルゴリズムであることを示す。
渡辺 正
Parallel Computational Fluid Dynamics, p.33 - 40, 1998/00
アスペクト比2:2:1の矩形領域のレイリーベナール系(上面が低温で底面が高温に保たれた流体の系)における3次元対流パターンのシミュレーションを直接シミュレーションモンテカルロ法を用いて行った。256台のプロセッサを持つ超並列計算機を用い、1億6千万個の粒子の運動を計算することにより巨視的な熱伝導から蜂の巣状対流への遷移、さらにロール状対流への遷移が起こることを示した。対流状態における流速分布は摂動理論により得られるものと一致したが、遷移点のレイリー数及び遷移のヒステリシス現象はアスペクト比に影響されることが明らかになった。
太田 高志*
Parallel Computational Fluid Dynamics, p.561 - 568, 1998/00
オブジェクト指向による数値流体計算の並列プログラムの設計を提案し、それが有効な手法となることを圧縮性流体のコードを例として示す。既存の科学計算のプログラムの並列化は一般に複雑なものとなり、又各並列計算機固有の構成やコンパイラなどに合わせるために互換性の全くないコードとなってしまう傾向がある。ここではオブジェクト指向により、並列処理に関する部分とアプリケーション特有の解法に関する部分を分離するような設計により、コードの保守に関して大きく改善するとともに、互換性の高いコードが書けることを示す。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 太田 高志*; Guo, Z.*
Parallel Computational Fluid Dynamics, p.667 - 673, 1998/00
流体力学と構造力学の連成を行い、空力と構造の相互作用を考慮した総合的な特性評価を行うシミュレータの開発について記述する。本研究は航空宇宙技術研究所との共同研究で行っているもので、本論文では流体コードと構造コードを並列処理により統合する方式、圧力や構造変形データを両コード間で変換しながら連成計算を進める為の方式等を述べる。又、流体力学計算は有限差分法で、構造力学計算は有限要素法で数値的に解く為、流体用の差分格子と構造用の有限要素法を合成した連成格子の自動生成方式についても述べる。大規模計算コードの接合による連成計算は並列計算機にとって最も適した問題と言え、今後盛んに行われる分野と思われる。
横川 三津夫; D.Schneider*; 渡辺 正; 蕪木 英雄
Parallel Computational Fluid Dynamics; Implementations and Results Using Parallel Computers, 0, p.75 - 80, 1995/00
直接シミュレーション・モンテカルロ法(DSMC法)によって、レーリーベナール対流を数値シミュレーションする場合、多大なメモリ領域と計算時間が必要である。このため、適応的衝突セル生成法を含んだDSMC法を、標準メッセージパシングライブラリPVM3を用いて並列化プログラムを開発した。並列化は領域分割法による。このプログラムを並列計算機IBM SP2で実行したところ、シリアル・プログラムの結果と一致した。16台のプロセッサを用いた時の計算時間は、1粒子、1時間ステップあたり1.5マイクロ秒が得られ、また、計算時間はプロセッサ数に比例して減少していくことが分かった。