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長家 康展; 奥村 啓介; 森 貴正; 中川 正幸
JAERI 1348, 388 Pages, 2005/06
高速かつ高精度な中性子・光子輸送モンテカルロ計算を実現するため、2つのベクトルモンテカルロコードMVPとGMVPが日本原子力研究所において開発されている。MVPは連続エネルギー法、GMVPは多群法に基づいている。これらのコードはベクトル計算機上において、既存のスカラーコードに比べて10倍以上の高速化を実現している。両コードは正確な物理モデル,詳細な幾何形状表現法,分散低減法等、実用コードとして十分な機能を有している。これらコードの第1版は1994年に公開され、これまで広範囲にわたって改良及び新機能の追加がなされてきた。主な改良点と新機能は(1)ENDF-6形式のファイル6を用いて表現された散乱モデルへの対応,(2)時間依存タリー,(3)ポイントワイズ応答関数を用いた反応率計算,(4)柔軟な線源の指定,(5)任意温度における連続エネルギー計算,(6)固有値問題における分散のバイアス評価,(7)点検出器及び面検出器評価法,(8)確率論的幾何形状モデル,(9)炉雑音解析機能等である。本報告書では2つのコードで用いられている物理モデル,幾何形状表現法,新たな機能及びそれらの使用法が記載されている。
永井 晴康
JAERI-Data/Code 2003-021, 36 Pages, 2003/12
JAERI-Data-Code-2003-021.pdf:1.73MB
地表付近の熱,水及び物質交換の研究に適用する目的で、大気-陸面結合モデルの開発を行っており、並列計算通信ライブラリMPI(Message Passing Interface)を用いたモデル結合手法を考案した。大気モデルにはペンシルバニア州立大学と米国大気研究センターが開発したメソスケール非静力大気モデル(PSU/NCAR-MM5)を、陸面モデルには原研で開発した接地層大気,土壌及び植生を含む詳細なモデル(SOLVEG)を用いた。また、MPIとしては、原研で開発した異機種並列計算機間通信ライブラリ(Stampi)を用いた。各モデルの独立した平行計算において、それぞれの計算結果をMPIにより交換し合うことにより結合を行う。
岸田 則生*; 加治 芳行; 鈴木 惣一朗*; 清水 大志; 志沢 由久*; 蕪木 英雄
計算工学講演会論文集, 3(1), p.59 - 62, 1998/05
原研で開発中の並列数値計算ライブラリの一つに含まれている安定化双共役勾配法連立一次方程式解法ルーチンを用いて有限要素法プログラムの並列化を行うとともに、高温ガス炉の燃料ブロックの応力解析を行った。有限要素法プログラムの並列化には、連立一次方程式の解法ルーチンを原研開発の解法ルーチンでおきかえる手法を用いた。これはプログラム全体に占める計算時間及び記憶域の大部分が連立方程式解法ルーチンになっているので、ここを並列化することが重要だからである。また、全体を並列化するのに較べて、一部の並列化であっても、その効果が大きいと考えられるからである。実際の応力解析では1200要素から120000要素まで変化させて並列化の効率を調べた。既存プログラムの並列化を行う時、並列ライブラリの使用が極めて有用であることが示せた。
鈴木 惣一朗*; 蕪木 英雄; 横川 三津夫
JAERI-Data/Code 96-013, 25 Pages, 1996/03
JAERI-Data-Code-96-013.pdf:1.04MB
Lattice-Boltzmann法を用いた2次元流体シミュレーションコードをベクトル並列計算機(富士通VPP500)、およびスカラ並列計算機(Intel Paragon XP/S)上で開発した。ベクトル並列で95.1%(1152
グリッド、16プロセッサ)、スカラ並列で88.6%(800グリッド、100プロセッサ)の高い並列化効率が得られた。同数プロセッサの計算速度はベクトル並列がスカラ並列の100倍あり、パフォーマンスモデルを用いた予測では、この値が100プロセッサまで保たれる。ベクトル並列計算では、プロセッサあたりの計算領域をメモリの上限にとりプロセッサ数に比例して全計算領域を増加させた場合、プロセッサ数を100台に増加しても計算時間は数パーセントしか増えないことが分かった。
岸田 則生*; 横川 三津夫; 渡辺 正; 蕪木 英雄
JAERI-Data/Code 96-008, 20 Pages, 1996/03
JAERI-Data-Code-96-008.pdf:1.1MB
2次元Rayleigh-Benard流れを直接シミュレーションモンテカルロ(DSMC)法でシミュレートするPstc-2dコードをParagon上で並列化した。並列化にはParagon固有のメッセージパッシングインターフェイスであるNXライブラリが使用された。DSMC法はプロセッサ数nに対してO(n)のメッセージ転送回数を要求するので、nが大きい時の並列化効率はあまり良くない。計算精度をある程度犠牲にするもののメッセージ転送回数がO(n)である新たなメッセージ転送アルゴリズムが提案される。PVMとNXライブラリによる並列化が比較され、後者の方が3倍速いことが判明した。Paragonの大メモリ空間を利用して、アスペクト比が8のRayleigh-Benard流のシミュレーションが可能になった。得られたロール数は連続流モデルから期待される結果と良く一致した。
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：17.24(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。
横川 三津夫
日本機械学会論文集,B, 56(524), p.1062 - 1065, 1990/04
逐次過大緩和法(SOR法)は、連立一次方程式を解く反復解法のことつであり、多くのプログラムで使われている。この解法は、ベクトル計算機の出現以降、hyperplane法やred-black法に買き換えられ、計算の高速化がなされた。本報告では、SOR法を並列ベクトル計算するための4-color法について、Alliant FX/8上での数値実験の結果について述べる。また、natural法、red-black法との比較を行い、4-color法の有効性について示す。
三輪 順一*; 日野 哲士*; 光安 岳*; 長家 康展
no journal, ,
革新的BWRの一つである資源再利用型沸騰水型軽水炉RBWRの核設計の検証のため全炉心モンテカルロ計算を実施した。この計算は、連続エネルギーモンテカルロコードMVPと内製の熱水力計算コードを用いた核熱結合計算とMVP-BURNコードを用いた燃焼計算を含んでいる。RBWRに対するこのような計算は、膨大なメモリサイズと膨大な計算時間の観点から非常に困難な計算である。典型的なメモリサイズは、デスクトップPCクラスタの1CPU当り10ギガバイトのオーダーであった。このクラスタを用いた並列計算によりRBWRの平衡炉心の特性を計算したところ、全計算時間は約20日であった。デスクトップPCクラスタでもRBWRに対する設計計算が可能であることが実証できた。
