Mutual construction of different numerical analysis platforms

代表者らの研究グループは、そのプラットフォームの一つであるADVENTUREの開発を推進している。一方、ドイツにおいてもProf. Wittum率いる研究チームがUG4を開発している。両者とも世界各国において利用されユーザ数も年々増加しているが、近年需要が高まっている電磁界解析は世界的に見ても高機能なプラットフォームがなく、機能強化が求められている。そこで本研究課題では、相補的機能強化を通じてADVENTUREおよびUG4を電磁界解析分野でリーディングエッジの役割を担えるプラットフォームへと昇華させる。特にADVENTUREでは非定常の高周波電磁界解析機能、UG4では高精度な電流密度解析機能を重点的に開発する。また、開発した両プラットフォームを接続することで、日本・ドイツ共通の解決すべき課題である落雷時の感電事故防止に向けた非定常高周波電磁界―非定常電流密度の大規模連成解析手法を確立する。今年度は、代表者が開発している高周波電磁界解析オープンソース・ソフトウエア：ADVENTURE_FullWaveの更なる高速化検討を中心とした研究開発を実施した。現状，ADVENTURE_FullWaveに実装されている部分領域ソルバであるガウス消去法により解く、最適な部分領域サイズである部分領域1つに含まれる要素数を300として、(a) 約5千万自由度、(b) 約1億自由度の大規模モデルを用いた計算を実行した。本数値実験より、解析規模の増大が反復回数・計算時間双方に与える影響が顕著であることがわかり、 1億自由度モデルの計算において、5千万自由度の場合と比較して約7倍の反復回数、ならびに72倍の計算時間を要する。以上の結果より、AnsysHFSSによってでは求解できない大規模問題がADVENTURE_FullWaveにより求解可能であることが示された。

代表者らの研究グループは、そのプラットフォームの一つであるADVENTUREの開発を推進している。一方、ドイツにおいてもProf. Wittum率いる研究チームがUG4を開発している。両者とも世界各国において利用されユーザ数も年々増加しているが、近年需要が高まっている電磁界解析は世界的に見ても高機能なプラットフォームがなく、機能強化が求められている。そこで本研究課題では、相補的機能強化を通じてADVENTUREおよびUG4を電磁界解析分野でリーディングエッジの役割を担えるプラットフォームへと昇華させる。特にADVENTUREでは非定常の高周波電磁界解析機能、UG4では高精度な電流密度解析機能を重点的に開発する。また、開発した両プラットフォームを接続することで、日本・ドイツ共通の解決すべき課題である落雷時の感電事故防止に向けた非定常高周波電磁界―非定常電流密度の大規模連成解析手法を確立する。今年度は、代表者が開発している高周波電磁界解析オープンソース・ソフトウエア：ADVENTURE_FullWaveの更なる高速化検討を中心とした研究開発を実施した。現状，ADVENTURE_FullWaveに実装されている部分領域ソルバであるガウス消去法により解く、最適な部分領域サイズである部分領域1つに含まれる要素数を300として、(a) 約5千万自由度、(b) 約1億自由度の大規模モデルを用いた計算を実行した。本数値実験より、解析規模の増大が反復回数・計算時間双方に与える影響が顕著であることがわかり、 1億自由度モデルの計算において、5千万自由度の場合と比較して約7倍の反復回数、ならびに72倍の計算時間を要する。以上の結果より、AnsysHFSSによってでは求解できない大規模問題がADVENTURE_FullWaveにより求解可能であることが示された。