PCクラスタによる並列化FEAを利用した骨折可能性診断システムの構築

基于PC集群的并行FEA骨折可能性诊断系统的构建

• 批准号: 15700352
• 负责人: 古賀 掲維
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700352/
• 关键词: 骨折可能性; 骨強度; 有限要素解析(FEA); PCクラスタ; 共役勾配法(CG法); 並列型FEA; CTデータ; Micro-CT; EBE-PCG法

本研究では、PCクラスタによる並列化FEAを利用した骨折可能性診断システムの構築を目指して次のような研究を行った。(1)CTのデータの解析に特化した高速有限要素法ソルバーの開発CTデータの解析に特化した高速有限要素法ソルバーを開発するために、並列化プログラミング、プログラムジョブのバッチ処理に関する調査を行い、既存の有限要素法ソルバーを並列動作が可能なように改良する研究を行った。さらに、CTデータの特徴を活かし、より高速かつ低メモリで動作するソルバーとするため、既存の有限要素法ソルバーで、EBE-PCG法が利用できるように改良を行った。また、市販の汎用ソルバーで利用可能な形式にCTデータを変換し、解析を行えるようにするプリプロセッサプログラムの作成も行った。(2)PCクラスタを用いた安価な計算環境の構築PCクラスタを用いた安価な計算機環境の構築のために、IA64PCクラスタを導入し、既存のPCと高速なネットワークで接続し、PCクラスタの構築を行った。これらPCクラスタは全て19"ラックに搭載可能であり、非常に高速な計算機環境を研究室の片隅に置いて利用できる。(3)高速有限要素ソルバーのPCクラスタへの最適化CTデータの特性を活かして、高速有限要素ソルバーをPCクラスタの並列処理に対応させる研究を行った。EBE-PCG法に基礎をおく高速有限要素法ソルバーをPCクラスタ上に最適化した。(4高速有限要素ソルバー及びPCクラスタによる骨折可能性診断開発した高速有限要素ソルバー及びPCクラスタを用いて骨折可能性診断が可能となるようなシステムの構築を目指して研究を行った。まだ、システムの完成には至っていないが、現在も本学医学部附属病院の研究者と協力し,実用的なシステム構築を目指しているところである。

In this study, we conducted a parallel FEA study on fracture probability diagnosis and construction. (1)CT The development of high speed finite element method (HSFEM) for CT data analysis, parallel processing, parallel processing, and parallel operation of existing HSFEM solutions were investigated. In addition, CT data characteristics are activated, high-speed and low-speed operations are improved, existing finite element methods are improved, and EBE-PCG methods are improved. For example, the general purpose of the market is to use the possible form of CT data conversion, analysis, and production of data conversion. (2)PC PC server installation, IA64PC server installation, PC server installation The PC is fully equipped with a 19"high speed computer environment. (3)Research on the optimization of CT data characteristics for high-speed finite-element solutions and parallel processing of PC data EBE-PCG method is based on high-speed finite element method. (4) Development of fracture possibility diagnosis based on high-speed finite element software and PC software. The project was completed in 1998 and now the researchers from the affiliated hospitals of the Faculty of Medicine are collaborating to construct the project.