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報告書

ホウ素中性子捕捉療法の治療計画の作成を支援する線量評価システム; JCDSユーザーズマニュアル

熊田 博明; 鳥居 義也

JAERI-Data/Code 2002-018, 158 Pages, 2002/09

JAERI-Data-Code-2002-018.pdf:30.28MB

熱外中性子ビームを使ったホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy: BNCT)は、脳内の深部にある悪性脳腫瘍の治療に効果があると期待されている。この熱外中性子を用いたBNCTを実施するためには、患者への照射線量を事前に評価することが不可欠である。これを踏まえ、頭部内の線量分布を計算によって求めるBNCT線量評価システム(JCDS)の開発を行った。JCDSは、医療画像であるCT,MRIデータを基に患者の頭部モデルを作成し、頭部内の中性子及び$$gamma$$線の線束分布をモンテカルロ・コード:MCNPで計算するための入力データを自動作成して線量計算を行うソフトウェアである。さらにMCNPで計算した結果を再び読込み、線量分布を表示させるものである。JCDSの特徴として、(1)CTデータとMRIデータの両方を取り扱うことにより、患者の正確な頭部モデルを簡便に作成する機能,(2)日本で実施されている開頭手術を伴ったBNCTに対応し、頭部モデルの形状を編集する機能,(3)計算によって導かれた照射位置に患者を正確にセッティングするための情報を出力する機能などを有している。本報告書は、JCDS(Ver.1.0)の基本設計と線量評価手順,操作方法と各処理のデータ構造,ライブライリー構造等について記述したものである。

報告書

放射線による晩発性身体的影響と遺伝的影響を推定するための計算コードHEINPUT

外川 織彦; 本間 俊充; 益村 朋美*

JAERI-Data/Code 99-002, 59 Pages, 1999/01

JAERI-Data-Code-99-002.pdf:2.55MB

放射線による晩発性身体影響と遺伝的影響を推定するための計算コードHEINPUTを開発した。HEINPUTは原子力発電所の確率論的安全評価(PSA)研究の一環として開発された確率論的事故影響評価コードシステムOSCAARを支援する前処理コードの一つとして位置づけられる。HEINPUTで用いたモデルは、米国原子力規制委員会の報告書「原子力発電所事故影響解析のための健康影響モデル」(NUREG/CR-4214)を基礎とし、広島・長崎の原爆改訂線量に基づくリスク算定結果などの、我が国における最新の研究成果をできる限り取り入れて修正したものである。この報告書には、晩発性身体影響と遺伝的影響を推定するための評価モデルの概要とHEINPUTを使用する際に必要なコード情報、ライブラリデータ、入出力データ及び使用例を含むコードマニュアルをまとめた。

論文

OECD/NEA/CSNI「過渡核・熱水力コードへの要求事項」ワークショップ

久木田 豊*; 新井 健司*; 堺 公明*

日本原子力学会誌, 39(2), p.151 - 153, 1997/00

本会議は、軽水炉の核・熱水力安全解析コードについて、現在のコードの主要な問題点、改良や新規の開発への需要、今後約10年間に実現可能な新技術等について国際的な意見の集約を図ることを目的として、1996年11月5日~8日、米国アナポリスで開催された。本稿は会議における主要な論点を紹介するものである。

報告書

Conversion and modification of the MLSOIL and DFSOIL codes

外川 織彦

JAERI-Data/Code 95-009, 35 Pages, 1995/07

JAERI-Data-Code-95-009.pdf:1.43MB

チェルノブイル事故後の研究によると、事故後の都市環境における長期的な外部被曝線量率は庭や公園という屋外に沈着した放射性セシウムに起因することが明らかになった。時間に伴う沈着核種の下層土壌への浸透は、汚染表面からの外部被曝線量率の推定に重要である。2つの計算コードMLSOILとDFSOILは、未攪乱の農耕地における核種の浸透及びそれによる外部被曝線量率を推定するために、米国のORNLで開発された。都市環境における屋外に適用するために、MLSOILとDFSOILの変換と機能拡張を行った。また、原子炉事故時の評価に重要な核種に関して入力データファイルを整備した。さらに、拡張コードが意図した計算機能を有していることを確認した。

論文

Waste characterization in decommissioning the Japan Power Demonstration Reactor by computer code systems

助川 武則; 荻原 博仁; 白石 邦生; 柳原 敏

The 3rd JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering (ICONE),Vol. 4, 0, p.1779 - 1784, 1995/00

原子炉施設解体では、放射性物質が内在する多くの機器等を解体する必要があり、解体作業を効率的に実施するためには、予想される作業に対する作業者の被ばくの低減を考慮しつつ、人工数、費用等の管理データを評価することが重要となる。JPDR解体技術開発では、これらの管理データの評価作業を効率よく行うプロジェクト管理のための計算コードシステム(COSMARD)を作成した。また、機器、構造物の残存放射能量を評価する計算コードシステムを作成し、解体される機器ごとの放射能インベントリを評価した。放射能インベントリデータは物量データベースに収納し、COSMARDによる廃棄物発生量、作業者被ばく線量当量等の評価に用いるとともに、炉内構造物・圧力容器等の解体作業の計画、保管容器の設計、生体遮蔽体の解体及び解体後の管理方法の決定に活用した。

論文

A Performance comparison of four supercomputers

M.L.Simmons*; H.J.Wasserman*; O.M.Lubeck*; C.Eoyang*; R.Mendez*; 原田 裕夫; 石黒 美佐子*

Communications of the ACM, 35(8), p.116 - 124, 1992/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:58.71(Computer Science, Hardware & Architecture)

スーパーコンピュータFujitsu VP2600(原研設置)、NEC SX-3,CRAY Y-MP8/264と新しく発表されたC90の4機種について、性能評価を行った。性能評価に用いたコードは、ロスアラモス国立研究所の実規模の原子力コードと基本演算評価コードである。性能評価の結果では、ベクトル・レジスタの構成、マルチ・ベクトル・パイプラインの効果や性能を左右する要因が分析された。シングルプロセッサでの結果として、ベクトル化率の高い原子力コードにおいては、VP2600とSX-3が、Y-MPよりも、7~8倍速い性能を示した。新しく発表されたC90については、Y-MPに比べて、かなりVP2600やSX-3に近づいた。

論文

富士通VP-2600、日本電気SX-3のベンチマーク

M.L.Simmons*; H.J.Wasserman*; O.M.Lubeck*; C.Eoyang*; R.Mendez*; 原田 裕夫; 石黒 美佐子*

日経コンピュータ, 0(262), p.172 - 178, 1991/09

第2世代のスーパーコンピュータ2機種、Fujitsu VP2600(原研設置)とNEC SX-3の性能をロスアラモス国立研究所のベンチマークコードとメンデス流体力学コードを用いて分析した。比較のために、シングル・プロセッサのCRAY、Y-MP8/264でも測定した。ベクトル・レジスタの構成やマルチベクトル・パイプラインの効果など、性能に影響を及ぼす要因を検討した。マルチベクトル・パイプラインを利用できるベクトル化率の高いコードでは、VP2600とSX-3は、シングル・プロセッサのY-MPよりも7~8倍速い性能を示した。

論文

A Performance comparison of three supercomputers; Fujitsu VP-2600, NEC SX-3 and CRAY Y-MP

M.L.Simmons*; H.J.Wasserman*; O.M.Lubeck*; C.Eoyang*; R.Mendez*; 原田 裕夫; 石黒 美佐子*

Proc. of the Supercomputing 91, p.150 - 157, 1991/00

スーパーコンピュータ3機種、Fujitsu VP2600(原研設置)、NEC SX-3及びCRAY Y-MP8/264について、性能評価を行った。性能評価に用いたコードは、ロスアラモス国立研究所の実規模の原子力コードと基本演算評価コードである。性能評価の結果、ベクトル・レジスタの構成、マルチベクトル・パイプラインの効果や性能を左右する要因が分析された。比較的ベクトル化率の高い原子力コードにおいては、VP2600とSX-3が、シングル・プロセッサのY-MPよりも7~8倍速い性能を示した。

報告書

直接シミュレーション・モンテカルロ法による希薄流れ解析コードの高速化

渡辺 健二*; 横川 三津夫; 山本 浩康; 蕪木 英雄

JAERI-M 90-192, 32 Pages, 1990/11

JAERI-M-90-192.pdf:0.78MB

本報告書は、直接シミュレーション・モンテカルロ法(DSMC法)による希薄流れ解析コードの高速化について述べる。一般に、DSMC法を用いたコードはベクトル化が困難であると言われている。ここでは、DSMC法を用いて希薄気体から連続体に近い流れのベクトル計算機での高速シミュレーションを目的として、ベクトル化のための数値処理法を検討し、コードの最適化を図った。この結果、フリージェット流の解析において、FACOM VP-100でのベクトル化コードのベクトル・モードでの処理時間は、オリジナルコードのスカラ・モードでの処理時間に対し、1/25以上に短縮された。

報告書

原子力コードのベトクル化90-1; SONATINA-2V HTTR版,TRIDOSE,VIENUS,SCRYU

野々宮 厳*; 根本 俊行*; 堀 毅雄*; 石黒 美佐子; 原田 裕夫

JAERI-M 90-138, 73 Pages, 1990/09

JAERI-M-90-138.pdf:1.56MB

本報告は、HTGR炉心2次元垂直断面モデルによる地震解析コードSONATINA-2Vコードの高温工学試験研究炉版(HTTR版)、トリチウムの環境中濃度分布及び被曝線量計算コードTRIDOSE、粘弾性応力解析コードVIENUS、BFC座標系熱流体解析プログラムSCRYUのベクトル化について述べる。ベクトル化版のオリジナル版に対する速度向上は、SONATINA-2VコードHTTR版で5.2倍、TRIDOSEコードで5.9~6.9倍、VIENUSコードで6.7倍、SCRYUコードで7.6倍に高速化された。

報告書

DOT3.5コードのベクトル化; DOT3.5NEA版,DOT3.5FNS版,DOT3.5炉設計版,RADHEAT-V4,DOT-DD

野々宮 厳*; 石黒 美佐子; 筒井 恒夫

JAERI-M 90-108, 77 Pages, 1990/07

JAERI-M-90-108.pdf:1.85MB

本報告は、Sn法による2次元放射線輸送コードDOT3.5のベクトル化について述べる。対象としたコードは、ORNLで開発されたオリジナル版だけでなく日本原子力研究所内で実際に用いられているDOT3.5の改良版であるDOT3.5コードFNS版、DOT3.5コード炉設計版、RADHEAT-V4システムESPRITモジュールについてもベクトル化を行なった。さらにDOT3.5コードFNS版とDOT3.5のDDX版であるDOT-DDコードに対して入出力処理の高速化を実施した。ベクトル化版のオリジナル版に対する性能向上は、DOT3.5コードで1.7~1.9倍、DOT3.5FNS版で2.2~2.3倍、DOT3.5炉設計版で1.7倍、RADHEAT-V4システムで3.1~4.4倍である。また、入出力処理高速化版のオリジナル版に対する経過時間は、DOT3.5FNS版及びDOT-DDコードで50%~65%に減少した。

報告書

メニュー画面による入力データ作成支援システム; JDISS

前村 克巳*; 石黒 美佐子; 土橋 敬一郎; 平塚 篤*

JAERI-M 90-007, 126 Pages, 1990/02

JAERI-M-90-007.pdf:2.11MB

原子力コードの入力データ作成を会話的に行い、入力データ作成の繁雑さを解消したいという要望に対応するため、メニュー画面データ入力支援システム;JDISSを開発した。JDISSは、コードに依存しない汎用性のあるシステムである。内部的には、FACOMの会話型プログラミング機能(IPF)を駆使している。コードの開発整備者が会話型入力画面を作成する際に、IPFの定義に煩わされず直接画面を設計することができる。また、問題に適応した既存データを下敷として利用でき、既に入力した情報に基づいて動的に画面の制御が行なえるなど人間工学的に見て使い易いシステムを目差した。本報告は、JDISSの機能とその実現方法の概要について述べると共に、JDISSの使用法を例示する目的で、核設計コードシステムSRACの入力画面作成方法について示す。

論文

Performance analysis of vectorized nuclear codes on a FACOM VP-100 at the Japan Atomic Energy Research Institute

石黒 美佐子; 原田 裕夫; 牧野 光弘*; J.L.Martin*

Int.J.Supercomputer Appl., 1(3), p.45 - 56, 1987/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:48.41(Computer Science, Hardware & Architecture)

本論文では、原研でベクトル化された原子力コードの現状について述べられる。40の原子力コードがベクトル化されその平均のベクトル化率は83%である。FACOM VP-100におけるベクトル計算による平均の性能向上はスカラー計算に較べて5倍であり、このための変換作業はそれ程多くない。例外的なケースとして、原子炉の事故を模擬する計算コードと中性子輸送問題を処理するモンテカルロ・コードが挙げられる。これらのコードはベクトル化に多大な時間を要するが、得られる性能向上は大きくない。高い性能を得られない理由について議論がなされる。

報告書

連続エネルギー・モンテカロル・コード゛VIMのベクトル化

菅沼 正之*; 樋口 健二; 浅井 清

JAERI-M 86-190, 52 Pages, 1987/01

JAERI-M-86-190.pdf:1.24MB

VIMは臨界計算のため連続エネルギ-・モンテカルロ・コ-ドである。VIMの持っている3つのランダム・ウォ-ク制御系のうちで、組合わせ幾何形状システムを使用したランダム・ウォ-ク制御系のベクトル化をFACOM VP-100で行った。ベクトル化は中性子の並列的挙動を利用して行った。複数中性子のランダム・ウォ-クを同時に管理する為に、イベント・バンク方式と呼ばれる手法を用いた。VIMコ-ドのベクトル化には二つの問題点がある。一つはベクトル化改造時に持ち込まれるオ-バ-ヘッドが大きい事で、この問題はDOル-プの構造単純化等で低減する事が出来た。もう一つの問題は中性子の吸収、体系外への漏れ等によってもたらされるベクトル長の低下である。断面積ライブラリの単一バンド化と、イベント・バンクの最適化を行なう事によって平均ベクトル長の増大につとめた。

論文

Japanese experience in vectorizing thermohydraulic reactor codes

石黒 美佐子

Transactions of the American Nuclear Society, p.328 - 329, 1987/00

ANS Winter Meetingにおいて、原子力工学におけるベクトル、並列処理に関するセッションがあり、そこへ表記のタイトルの論文投稿招待を受け、これに応じて提出するものである。

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。

報告書

原子力コードにおける数値解法とそのベクトル化

徳永 康男*; 原田 裕夫; 石黒 美佐子

JAERI-M 85-143, 70 Pages, 1985/09

JAERI-M-85-143.pdf:1.76MB

ベクトル計算機において原子力コードを高速に実行するためには、ベクトル計算機の特性に合った数値解法の選択とベクトル計算機の特性を生かすプログラミング技術が必要である。本報告は、原研で使用されている代表的な原子力コードについてその計算内容を分析し、そこで使われている数値解法をベクトル化の観点から解説したものである。原子力コードのベクトル化方法を系統的に示し、合わせてベクトル化の事例を各数値解法毎に示した。

報告書

Vectorization of LWR Transient Analysis Code RELAP5/MOD1 and its Effect

石黒 美佐子; 原田 裕夫; 篠沢 尚久*; 奈良岡 賢逸*

JAERI-M 85-040, 54 Pages, 1985/03

JAERI-M-85-040.pdf:1.3MB

RELAP5/MOD1は、軽水炉LOCA及びnon-LOCA過渡解析のための大型原子力コードで、CDC Cyber-176計算機の使用を前提として開発されたものである。この論文では、ベクトル計算型スーパーコンピュータFACOM VP-100の効率的使用を目的として行ったRELAP5/MOD1コードのベクトル化とその効果について述べる。ベクトル化の方法は、熱水力計算に対してはジャンクションとボリュームに関する計算の並列性を用い、熱計算に対しては熱構造体と熱メッシュに関する計算の並列性を用いている。ベクトル化されたコードは、オリジナルのスカラ計算用コードに比べて、2.4から2.8倍速い処理速度を示した。計算速度比は、入力モデルに含まれる空間セル数に依存した。

論文

3次元中性子拡散コードCITATIONのベクトル化

原田 裕夫; 石黒 美佐子

日本原子力学会誌, 27(11), p.1047 - 1055, 1985/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Nuclear Science & Technology)

3次元多群中性子拡散コードCITATIONは、原子炉の臨界計算でよく使用されており、最近のベクトル型スーパーコンピュータで高速に計算できることが期待されている。本論分では、CITATIONコードのベクトル化手法とベクトル化効果について述べる。特に、計算時間の集中している内側反復計算に適用可能なベクトル計算用の数値計算法について述べる。内側反復計算は、もともと使用されていたSLOR法に加え、SOR法についても試みた。いずれの場合も、odd-evenメッシュ順序によってベクトル化した。CITATIONベクトル化版は、FACOM VP-100とVP-200で実行した。その結果、実用規模の問題に対して、ベクトル計算はスカラ計算に比べて、6倍以上の速度向上を得た。計算時間は、内側反復回数と初期加速係数の与え方に依存するので、これらについての考察も示す。

報告書

FACOM230-75APUによる原子力コードのベクトル化

原田 裕夫; 樋口 健二; 石黒 美佐子; 筒井 恒夫; 藤井 実

JAERI-M 83-024, 61 Pages, 1983/02

JAERI-M-83-024.pdf:1.47MB

将来のスーパーコンピュータ利用に向けて、原研でよく使用されている原子力コードを対象に、FACOM230-75APUを使ってベクトル計算処理効率について調査・研究を行った。ここで対象としたコードは、CITATION(3次元拡散)、SAP5(構造解析)、CASCMARL(照射損傷シミュレーション)、FEM-BABEL(有限要素法による3次元拡散)、GMSCOPE(電子顕微鏡像シミュレーション)、DWBA(分子衝突断面積計算)とセル濃度計算サブルーチンである。各々のコードに対して、1.8(CASCMARL)から7.5(GMSCOPE)倍の有効な速度向上を得た。本報告では、実行時におけるこれらのコードの動的挙動解析、使用された数値解法、ベクトル化のためのプログラム再構成手法、反復解法の数値実験、ベクトル化率、FACOM230-75APUによる速度向上率とベクトル化についてのいくつかの所見について述べる。

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