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論文

原研におけるスーパーコンピュータ環境を例として

安積 正史

プラズマ・核融合学会誌, 80(5), p.378 - 381, 2004/05

原研における大規模科学シミュレーション環境の進展が概説される。核融合シミュレーション科学の展開が原研におけるスーパーコンピュータ及び計算機ネットワーク能力の増加に重要な役割を果たしてきた。現在、東海研と那珂研においてベクトル,スカラー両者の並列計算機が稼働中であり、核融合シミュレーション計画,NEXT計画、のもとで開発されている流体,粒子コードがそれぞれのシステムで動いている。遠隔利用者による視覚化処理を効率的に行うためのデータ転送法の開発も成功裏に進められている。核融合研究はITERの新しい段階に入ろうとしており、シミュレーションモデルのさらなる進展とともに、計算機システムのより一層の高性能化に対するニーズがこれまで以上に高まってきている。

報告書

AVS/Express(Application Visualization System)利用手引書

加藤 克海*; 久米 悦雄

JAERI-Data/Code 2002-019, 116 Pages, 2002/09

JAERI-Data-Code-2002-019.pdf:26.15MB

情報システム管理課では、分散処理環境の整備作業の一環として画像処理環境の整備を進めており、画像サーバ,画像処理ソフトウェアAVS/Express,立体表示装置を導入している。本報告書は、整備した画像処理環境において画像処理ソフトウェアを効率的に利用するための情報をとりまとめたものである。

報告書

地球シミュレータ用可視化システム利用手引書

村松 一弘; 齋 和憲*

JAERI-Data/Code 2002-017, 101 Pages, 2002/08

JAERI-Data-Code-2002-017.pdf:5.65MB

地球シミュレータ用の可視化システムを開発した。地球シミュレータ上でのシミュレーションと同時にクライアントにおいてその結果を視覚化することができ、計算を行っている最中に、その計算及び可視化の為のパラメータを変更することも可能である。グラフィカルユーザインターフェースはJava appletで構築されており、そのためウェブブラウザさえあればよく、OSに非依存である。本システムはサーバ機能,ポストプロセッシング機能,クライアント機能で構成されている。本稿ではサーバ機能及びポストプロセッシング機能の使い方を中心に報告する。

論文

Visualization of simulated molten-fuel behavior in a pressure vessel lower head using high-frame-rate neutron radiography

中村 秀夫; 柴本 泰照; 安濃田 良成; 久木田 豊*; 三島 嘉一郎*; 日引 俊*

Nuclear Technology, 125(2), p.213 - 224, 1999/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:55.01(Nuclear Science & Technology)

高温(≦773K)で液状の鉛ビスマス合金の水中あるいは空の模擬容器への落下挙動を、高速度撮像の中性子ラジオグラフィで観察した。高速ビデオカメラ、イメージインテンシフィヤ及びJRR-3Mの高速中性子ビームにより、溶融及び固化金属と水、沸騰による水蒸気との激しい相互作用を、最高500フレーム毎秒で明瞭に可視化した。さらに、金カドミニューム合金のトレーサー粒子を混入することで、水中に落下した溶融金属の流速分布計測をPIV法を用いて実施した。以上の結果から、本可視化手法が、金属/気相/液相混合物の、高速でかつ複雑な現象の観察に適用可能なことを示した。

論文

JT-60U plasma control system

木村 豊秋; 栗原 研一; 川俣 陽一; 秋葉 賢一*; 高橋 実; 寺門 恒久; 芳野 隆治

Fusion Technology, 32(3), p.404 - 415, 1997/11

本論文は、JT-60Uプラズマ電流・位置形状制御システムに関するレビューである。JT-60U制御システムでは、縦長非円形ダイバータ・プラズマの高速平衡制御にVMEバス、CAMAC、イーサネットなど最新のディジタル技術を応用している。0.25msの制御周期を有するフィードバック制御ループ全体の遅れ時間は、水平磁場コイル用電源の応答遅れを含めて1.3msである。本制御システムでは、プラズマ電流や水平位置などの平衡パラメータの非干渉制御のため、マトリックス・ゲインを用いた多変数制御を採用している。また、より柔軟な制御のために「アルゴリズム番号プレプログラム」の概念を新たに導入した。本レビューでは、このようなプラズマ制御システムに関する幾つかの事例を示した。さらに、高度な監視や制御のために開発したプラズマ断面実時間可視化システムについても言及した。

論文

Experimental analysis for 3-D flow in lower plenum by flow visualization

国井 克彦

Flow Visualization and Image Processing 1997, Vol.2, p.592 - 597, 1997/02

流れの可視化・画像計測技術を用いた実験により、原研型受動的安全炉JPSRの下部プレナム内三次元流況を調べた。実規模の下部プレナム内流況を模擬するために、設計寸法比1/10の透明な試験容器が使われた。得られた結果は以下のようである。(1)内そう物がない状態での下部プレナム内三次元流況は、三次元渦を伴うとても複雑なもので、かつ時間変動も示した。炉心流入前の流況を平坦化するためには、流れを詳細に調べ平坦化法を検討する必要がある。(2)テストケースであるが、炉心のすぐ下に一枚の多孔板を取付けることにより、炉心流入前の流況はかなり平坦化し、時間変化もほとんど消えた。従って、多孔板を調整することにより、炉心流入前の流況は平坦化できる、との見通しを得た。(3)流れの可視化・画像計測技術は、下部プレナム内流れの解析に有効であることがよくわかった。

論文

Visualization of exchange flows through breaches of a vacuum vessel in a fusion reactor under the LOVA condition

高瀬 和之; 功刀 資彰; 藤井 貞夫*; 柴崎 博晶*

Flow Visualization Image Process. 1997, 1(00), p.185 - 190, 1997/00

核融合炉の真空容器が破断した場合(LOVA)に置換流に同伴されて真空容器内部から外部に放出される放射化ダストの微粒子の飛散挙動を定量化するための手法開発を目的として、破断口部に生じる置換流挙動を煙を使って可視化し、その結果を相関法によって画像処理して置換流の局所速度分布、平均流速、置換流量等を特定する研究を実施した。筆者らの一部は、LOVA時の置換流挙動は真空容器内の置換量と時間の関係から破断直後の急変化領域、その後の過渡領域、及び十分時間が経過した後の最終領域の3領域に大別できることを既に明らかにしている。本研究の結果、可視化画像から推定した破断口部の置換流の平均流速計算値は、前述した最終領域における結果を良く模擬するものの、速度変化の割合が大きい急変化領域や過渡領域の結果を予測することは困難であることが分かった。しかしながら、非接触で置換流挙動を把握することが可能である可視化システムは、微粒子ダストの飛散挙動の定量化に有効であることが確認できた。今後は、微粒子ダストを含む高速気体の流動挙動を観察できるように現状の可視化システムを改良する考えである。

論文

The Activities of center for promotion of computational science and engineering

浅井 清

Proc. of Joint Int. Conf. on Mathematical Methods and Supercomputing for Nuclear Applications, 1, p.3 - 16, 1997/00

本国際会議は、米国原子力学会(ANS)の数学的手法及び計算分部門(Div. Math. Method & Computation)とOECD/BEAの共催によって開催するもの。ANSは、2年に1回、NEAは3年に1回の開催で、NEAの国際会議SNA(Supercomputing in Nuclear Applications)は、原研が発案しNEAの強力のもとにシリーズ化を図ったものである。今回は、米、欧、アジア地域から各1名の招待講演者のひとりとして、この2年間の当センターの研究開発活動について講演する。その内容は、並列処理用基本ソフト、数値計算ライブラリ、可視化ソフト、格子生成ソフト、ベンチマークテスト用ソフトなどである。

報告書

第9回「原子力におけるソフトウェア開発」研究報告集; 1995年11月9$$sim$$10日,東海研究所,東海村

原子力コード研究委員会; 炉物理研究委員会

JAERI-Conf 96-002, 160 Pages, 1996/02

JAERI-Conf-96-002.pdf:7.38MB

本報告書は、平成7年11月9日、10日に日本原子力研究所東海研究所において開催された第9回「原子力におけるソフトウェア開発」研究会での発表論文を収録したものである。研究会は、原子力コード研究委員会と炉物理研究委員会の共催によって行われた。シミュレーションや実験による各種現象の理解、あるいはプラントの設計や運転支援に有効な「ビジュアリゼーション技術」が今回のテーマであり、「シミュレーションと可視化技術」及び「画像処理と計測」に関する発表が行われた。

論文

Visualization and correlation analysis of counter-current two-phase flow in a thermosyphon by neutron radiography

辻 義之*; 松枝 慎二*; 小田 将広*; 松田 宗法*; 八木 貴広*; 玉置 昌義*; 松林 政仁; 藤根 成勲*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.148 - 152, 1996/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:56.1(Instruments & Instrumentation)

屈曲型サーモサイフォンの基本特性を研究するために、JRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置の実時間中性子ラジオグラフィを用いて屈曲型サーモサイフォン内の作動流体の動的振る舞いを調べるとともに、局所的ボイド率計測を行った。さらに、対向二相流の相関解析を行い、入熱量と作動流体の動きとの関係を求めた。実験及び解析の結果、本手法が金属管流路内の流体の挙動を観察するのに適しており、温度の変動のみによる計測では得ることのできない重要な情報が中性子ラジオグラフィの画像解析により得られることが分かった。

論文

Liquid metal flow measurement by neutron radiography

竹中 信幸*; 浅野 等*; 藤井 照重*; 本村 康哲*; 小野 厚夫*; 松林 政仁; 鶴野 晃

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.156 - 160, 1996/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:48.36(Instruments & Instrumentation)

液体金属流の可視化とベクトル場を測定するための画像処理法が実時間中性子ラジオグラフィにより行われている。本研究では中性子ラジオグラフィ装置としてJRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置、作動流体として鉛-ビスマス共融混合物を用いた。可視化のためのトレーサーとして金-ガドミウムの金属間化合物を用い、流れのベクトル場は画像処理法を用いて求めた。液体金属の流れのベクトル場は液体金属による中性子の減衰が1/e未満であり、トレーサーの粒径が画像処理のためにデジタル化された画像の1ピクセルより大きい場合に実時間中性子ラジオグラフィにより得た。

論文

Musashi image processing system for dynamic neutron radiography

持木 幸一*; 村田 裕*; 竹中 信幸*; 小林 久夫*; 松林 政仁; 鶴野 晃

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.130 - 132, 1996/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:23.76(Instruments & Instrumentation)

気液二相流の中性子ラジオグラフィ動画像用に二つのデジタル処理機能が武蔵工業大学動画像処理システムに追加された。一つは検査対象物の平均厚さを得るための対数変換機能であり、他方は二相流のボイド率を実時間で計算する機能である。本システムは、JRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置で中性子ラジオグラフィ実験に用いられ、有効性が実証された。特に気液二相流の実験において、液膜の厚さを実時間で計測する必要がある場合、ボイド率の時間変動を記録する必要がある場合等に本システムは有効である。

報告書

平成4年度JRR-3M中性子ラジオグラフィ研究会報文集; 1993年2月25$$sim$$26日,東海村

研究炉部

JAERI-Conf 94-002, 154 Pages, 1994/07

JAERI-Conf-94-002.pdf:5.73MB

JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置は平成3年度より一般利用を開始した。本装置の性能は高中性子束など世界第一級のものである。特にリアルタイムの鮮明な動画像が取得できることは広い応用分野を持つこととなった。所内における利用だけでなく、諸大学との協力研究が盛んに行われている。これらの成果を持ち寄り討論する場としてJRR-3M中性子ラジオグラフィ研究会を平成3年度に続いて、平成4年度も開催した。本報文集はこの第2回目となる研究会において発表された資料及び研究論文を収録したものである。なお、研究会は平成5年2月に2日間にわたって開かれ、研究発表12件、参加者約30名であった。

論文

Application of neutron radiography to visualization and void fraction measurement of air-water two-phase flow in a small diameter tube

日引 俊*; 三島 嘉一郎*; 米田 憲司*; 藤根 成勲*; 神田 啓治*; 西原 英晃*; 鶴野 晃; 松林 政仁

Journal of Nuclear Science and Technology, 30(6), p.516 - 523, 1993/06

中性子ラジオグラフィ(NRG)を用いて、小口径円管内空気-水二相流の可視化とボイド率計測を行った。中性子源にはJRR-3を用い、1.5$$times$$10$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$・sの熱中性子束により二相流画像をビデオ撮影した。管内の気泡形状とその挙動は明瞭に観察できた。ボイド率計測に際しては、暗電流、シェーディング、線源強度揺らぎ、散乱中性子、電子機器のドリフトの影響を検討し、その補正を行った。散乱中性子については、水層厚さが薄いことから、その影響を無視することができた。これらの補正後の画像輝度と水層厚さには、直線関係が成立し、その校正曲線からボイド率を計算した。得られたボイド率は、ドリフトフラックスモデルにより良好に相関でき、小口径内管内空気-水二相流にも既存のドリフトフラックスモデルが適用可能であることがわかった。以上の結果、狭間隙流路内でのボイド率計測にNRG法が有効であることが示された。

口頭

大規模分散データの前処理による並列可視化の高速化

Guo, Z.; 西田 明美; 崔 炳賢; 中島 憲宏

no journal, , 

原子力施設の耐震解析においては、最近の高性能並列計算技術の発展等により、億単位の自由度を有する数値モデルを用いた大規模並列解析が可能となってきている。その解析結果は3次元空間に加え時系列にもなっているため、ポスト処理が解析以上に困難となる場合がしばしば起こりうる。本研究の目的は、大規模並列解析の結果データ(大規模時系列分散データ)を効率的に可視化するための並列処理アプリケーションの開発にある。今般、大規模時系列分散データに対して適切な前処理を施すことにより、並列可視化の処理効率が最大200倍以上に向上することを確認したため、本稿にて報告する。

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