Systematic study of core collapse supernova simulations on many-core computers

2022年度には引き続き超新星爆発シミュレーションの研究を行った。ニュートリノ輻射に対するBoltzmann方程式と結合した流体方程式コードを用いて、超新星爆発ダイナミクス、状態方程式の効果などの研究、シミュレーションコードの高速化を行った。球対称(1次元空間座標)及び3次元空間でのニュートリノ輻射-流体力学計算をGPUによって高速化するコードの開発を引き続き行い、東京大学のWisteriaシステムなど、最新のGPUアーキテクチャでの検証などを行った。ベクトルアーキテクチャである、NEX SX-Aurora TSUBASAシステムでの動作検証も行った。ディレクティブによってGPUへのオフロードが可能なOpenACCコードから、より詳細なGPU操作が可能なCUDA, OpenCLコードへの変換を行うアプリケーションの開発を進めた。早稲田大学を中心に進められている超新星爆発シミュレーション研究のグループに参加し、富岳コンピュータでの大規模数値シミュレーションによる研究を行った。大規模計算による成果は着実に得られている。富岳での計算において最も時間がかかっている、電子散乱反応過程に対し、最適化によって約 1.5倍の高速化が得られた。長時間シミュレーションでは陰解法における線形方程式の反復解法がボトルネックとなる。この解法に対し、富岳のアーキテクチャであるA64FX向けのSIMD高速化を行うための準備を進めた。またこのような線形解法に有効と考えられるマルチグリッド法について、本研究と同様に疎行列を扱う系に対し、富岳コンピュータでの高速化を行った。

2022年度には引き続き超新星爆発シミュレーションの研究を行った。ニュートリノ輻射に対するBoltzmann方程式と結合した流体方程式コードを用いて、超新星爆発ダイナミクス、状態方程式の効果などの研究、シミュレーションコードの高速化を行った。球対称(1次元空間座標)及び3次元空間でのニュートリノ輻射-流体力学計算をGPUによって高速化するコードの開発を引き続き行い、東京大学のWisteriaシステムなど、最新のGPUアーキテクチャでの検証などを行った。ベクトルアーキテクチャである、NEX SX-Aurora TSUBASAシステムでの動作検証も行った。ディレクティブによってGPUへのオフロードが可能なOpenACCコードから、より詳細なGPU操作が可能なCUDA, OpenCLコードへの変換を行うアプリケーションの開発を進めた。早稲田大学を中心に進められている超新星爆発シミュレーション研究のグループに参加し、富岳コンピュータでの大規模数値シミュレーションによる研究を行った。大規模計算による成果は着実に得られている。富岳での計算において最も時間がかかっている、電子散乱反応過程に対し、最適化によって約 1.5倍の高速化が得られた。長時間シミュレーションでは陰解法における線形方程式の反復解法がボトルネックとなる。この解法に対し、富岳のアーキテクチャであるA64FX向けのSIMD高速化を行うための準備を進めた。またこのような線形解法に有効と考えられるマルチグリッド法について、本研究と同様に疎行列を扱う系に対し、富岳コンピュータでの高速化を行った。