電磁場・固体連成解析のハイケーパビリティ計算を実現する数値計算法

电磁场/固体相互作用分析高性能计算的数值计算方法

• 批准号: 22H03605
• 负责人: 荻野 正雄
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Daido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03605/
• 关键词: 計算工学; 計算電磁気学; ハイパフォーマンスコンピューティング; 連成解析; 有限要素法; 高性能計算; 超並列計算

まず，(a)分割統治法に基づく領域分割型有限要素法として，非一様な再帰的領域分割で部分領域間連続性を満たすアルゴリズムを検討した．特に，偏微分方程式に対する古典的な領域分割法について再調査し，それらのアルゴリズムをドキュメントとしてまとめた．また，領域分割型有限要素法の実装として，C言語で開発した有限要素法コードをライブラリ化し，Python言語で開発したソルバからctypesモジュール経由で呼び出す方法を検討し，簡易的なシステム開発を行った．次に，(b)電磁場解析向け反復法として前処理された係数行列の理論的検討並びに数値実験調査を行った．特に，複素対称行列向けの反復法について再調査し，領域分割法による電磁界解析コードADVENTURE_Magneticsに対するCOCG法， COCR法，MINRES-like_CS法，QMR-SYM法の実装を行った．また，CGS法，Bi-CGSTAB法，GPBi-CG法についても調査を終えた．さらに，(c)電磁場－固体連成向け連成解析法として，電磁場-固体の片方向連成解析手法の実装と資源利用効率の性能評価を行った．特に，高周波電磁波-熱伝導連成解析（片方向連成）を実装し，2.7億自由度の数値人体モデルを用いた試解析を行った．また，時間調和渦電流-熱伝導連成解析（双方向連成）についても実装を行い，1.5億自由度の円管誘導加熱モデルを用いた試解析を行った．また，領域分割法による高周波電磁界解析コードADVENTURTE_FullWaveの高速化・省メモリ化について検討した．また，計算電磁気学の専門家を集めた「第6回大規模電磁界数値解析手法に関する研究シンポジウム」（2023年2月22日～23日，八戸）を主催し，研究成果発表や討論を通じて，本研究課題の成果普及および今後の継続的発展体制の構築に繋げることができた

Method に ま ず, (a) segmentation rule base づ split type く field finite element method と し て, not the others in part で な 帰 again even 続 sex between を against た す ア ル ゴ リ ズ ム を beg し 検 た. に, partial differential equations に す seaborne る classical な area segmentation に つ い て again, the survey し そ れ ら の ア ル ゴ リ ズ ム を ド キ ュ メ ン ト と し て ま と め た. ま た, area divided type of finite element method is の be loaded と し て, C language で open 発 し た finite elements method コ ー ド を ラ イ ブ ラ リ し, Python words で open 発 し た ソ ル バ か ら ctypes モ ジ ュ ー ル 経 by で shout び す method を 検 for し, simple な シ ス テ ム open 発 を line っ た. に, (b) to け electromagnetic field analytical method repeatedly と し て 処 before Richard さ れ た coefficient and procession of の theory 検 び に the numerical be 験 survey line を っ た. に, complex element said ranks to け seaborne の anadiplosis に つ い て し again investigation, field segmentation に よ る electromagnetic field analytical コ ー ド ADVENTURE_Magnetics に す seaborne る COCG method, method of COCR, MINRES - like_CS method, method of QMR - SYM の line be loaded を っ た. Youdaoplaceholder0, CGS method, Bi-CGSTAB method, GPBi-CG method に て また investigation を end えた. Youdaoplaceholder0, (c) electromagnetic field-solid connection direction け connection analysis method と て, electromagnetic field-solid fragment direction connection analysis technique <s:1> actual installation と resource utilization efficiency <e:1> performance evaluation 価を field った. Special に, analysis of the connection of high-frequency electromagnetic waves and thermal 伝 (connection in the direction of the sheet) を actual equipment を, 270 million degrees of freedom <s:1> is equivalent to the human body モデ を を を try to analyze the を line った with た た. ま た, time harmonic eddy current - hot 伝 guide into parsing (both sides to connect) に つ い て も be loaded を い, 150 million degrees of freedom の has drifted back towards &yen; induction heating tube モ デ ル を with い た try line analytical を っ た. ま た, field segmentation に よ る high frequency electromagnetic field analytical コ ー ド ADVENTURTE_FullWave の high speed, province メ モ リ change に つ い て beg し 検 た. ま た, calculating electromagnetic 気 の 専 gate house を め た "back to the large number of electromagnetic field numerical analytical technique 6 に masato す る research シ ン ポ ジ ウ ム" (February 22 ~ 23, 2023, eight opens) を advocate push し, research 発 table や discuss を tong じ て, this research topic の results popularization お よ び future の 継 の 続 発 exhibition system constructing に 繋 げ る こ と が で き た

项目成果

An Efficient Uncertainty Quantification Method Using Non-Intrusive Polynomial Chaos Approach

一种使用非侵入式多项式混沌方法的高效不确定性量化方法

• DOI: 10.11421/jsces.2022.20220013
• 发表时间: 2022
• 期刊: Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science
• 作者: 後藤聡太;金子栄樹;武居周;吉村忍
• 通讯作者: 吉村忍

高精度と高速性を両立した人体内静電界解析

高精度、高速度的人体静电场分析

• 发表时间: 2022
• 期刊: 電子情報通信学会エレクトロニクスソサエティ，エレクトロニクスシミュレーション研究会（信学技報），EST研R4第3回, EST
• 作者: 野村政宗;武居周
• 通讯作者: 武居周

並列幾何マルチグリッド法に基づく高速・高精度数値人体解析

基于并行几何多重网格法的高速高精度人体数值分析

• 发表时间: 2022
• 期刊: 第34回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム（SEAD34）
• 作者: Nakamura Katsuya;Kobayashi Yoshikazu;Oda Kenichi;Shigemura Satoshi;武居周，野村政宗
• 通讯作者: 武居周，野村政宗

電磁界-熱伝導連成問題における数値人体モデルの有限要素解析

电磁场-热传导耦合问题数值人体模型的有限元分析

• 发表时间: 2022
• 期刊: 第27回計算工学講演会論文集
• 作者: 杉本振一郎;武居周;荻野正雄
• 通讯作者: 荻野正雄

大規模並列マイクロ波解析

大规模并行微波分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Kobayashi;K. Nakamura;K. Oda;大山和哉，五十嵐心一，山下総司;佐川孝広，鬼澤来輝，小池拓斗;小池 絢士，三方 康弘，井上 晋;Amane Takei;鬼澤来輝，佐川孝広;Y. Kobayashi;小池拓斗，佐川孝広;武居周
• 通讯作者: 武居周