擬似スペクトル法を用いた乱流場の直接数値シミュレーションの並列化と性能評価

• Item type: Trans(1)
• 公開日: 2003-05-15
• タイトル: 擬似スペクトル法を用いた乱流場の直接数値シミュレーションの並列化と性能評価
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Parallelization and Evaluation of a Direct Numerical Simulation for a Turbulent Flow Using Pseudo Spectral Method
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 数値シミュレーションと性能評価
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
• 資源タイプ: journal article
• 著者所属: 奈良女子大学大学院人間文化研究科
• 著者所属: 京都大学大学院工学研究科
• 著者所属: 奈良女子大学大学院人間文化研究科／現在，山口大学工学部
• 著者所属: 京都大学大学院工学研究科
• 著者所属: 奈良女子大学大学院人間文化研究科
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate School of Human Culture, Nara Women' s University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Nuclear Engineering, Kyoto University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate School of Human Culture, Nara Women' s University/Presently with Faculty of Engineering, Yamaguchi University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Nuclear Engineering, Kyoto University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate School of Human Culture, Nara Women' s University
• 著者名: 高田, 雅美; 山本, 義暢; 庄野, 逸; 功刀, 資彰; 城和貴
• 著者名(英): Masami, Takata; Yoshinobu, Yamamoto; Hayaru, Shouno; Tomoaki, Kunugi; Kazuki, Joe
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 自由界面における乱流を計算機で解析する場合，直接数値シミュレーションと呼ばれる手法により数値解を求める場合がある．この数値解の精度をあげるためには，しばしば擬似スペクトル法が用いられる．本研究では，擬似スペクトル法を用いた乱流解析プログラムを分散メモリ環境対象の並列プログラムに変換し，その性能評価を行った．擬似スペクトル法は，流体の時間発展方程式を解く際，フーリエ変換を用いて波数空間で計算を行う．この際，通常の並列化で使われるstrip miningによる実空間の均等分割によって配列データの分割を行った場合，通信時間と通信オーバヘッドが膨大になる可能性がある．本論文では，この擬似スペクトル法を用いた乱流解析プログラムを並列化するために，通信時間と通信オーバヘッドを考慮し，複数の配列を処理する際に，1 つの配列がなるべく少数のプロセッサに割り当てられるように分割し，なおかつ，複数の配列の演算が同時処理できるような方針で実装を行った．提案する並列化手法の有効性を検討するために，並列プログラムをMessage Passing Interfaceを用いて実装し，安価な分散メモリ環境において性能評価を行った．その結果，現実的な実行時間で解が得られることを確認した．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: A direct numerical simulation (DNS) is used for an analysis of a free-surface turbulent flow.To increase the accuracy of this simulation, sometimes pseudo-spectral method (PSM) is applied.In this paper, we developed and evaluated a parallel program for the DNS program with PSM in distributed memory environments. Applying PSM means that the calculation is carried out in the frequency domain, so that, the conventional parallelization method for the DNS by dividing a loop structure in the calculation homogeneously, that is called strip mining,in spatial domain may require a lot of communication time and communication overhead.In this paper, we propose an improving method for parallelization: In the case of carrying out plural processes with several arrays, a process for an array is assigned to as few processors as possible, and plural processes are carried out as simultaneous as possible. We implemented the parallel program for the DNS with Message Passing Interface. As a result, we obtained the DNS solution in practical time with an entry level distributed computing system.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA11833852
• 書誌情報: 情報処理学会論文誌コンピューティングシステム（ACS）; 巻 44, 号 SIG06(ACS1), p. 45-54, 発行日 2003-05-15
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 1882-7829
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会