圧縮性乱流直接数値シミュレーションコードのDFTを用いた高速化

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2022-03-10
• タイトル: 圧縮性乱流直接数値シミュレーションコードのDFTを用いた高速化
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 高性能計算
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 神戸大学工学部
• 著者所属: 神戸大学大学院システム情報学研究科
• 著者所属: 名古屋大学大学院工学研究科
• 著者所属: 岡山大学大学院生命科学研究科
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Faculty of Engineering, Kobe University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate school of System Informatics, Kobe University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate school of Engineering, Nagoya University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate school of Environmental and Life Science, Okayama University
• 著者名: 竹上, 諒; 横川, 三津夫; 櫻井, 幹記; 石原, 卓
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 乱流の直接数値計算（DNS）は自然現象や科学技術の諸問題解決のために広く用いられている．周期境界条件の圧縮性乱流の有限差分法に基づく DNS では統計的準定常状態を実現するため速度の低波数成分に外力を与えることが多く，その際には高速フーリエ変換（FFT）がよく利用されている．しかし，3 次元 FFT のプロセス並列実行では分割されたデータの並べ替え操作により実行時間が大きくなることが分かっており，本研究で高速化の対象としている DNS コードの時間発展 1 ステップにかかる実行時間の約 65% が低波数成分導出に用いる FFT の実行時間が占めている．一方，外力の計算に必要な速度の低波数成分は数十点であることから，特定の波数成分を求めることができ，データの並び替えが不要な離散フーリエ変換（DFT）が計算時間の観点で有利である．本研究では，外力注入処理に用いる速度の低波数成分を求める操作を DFT を用いて実装，FFT による実装との実行時間を比較することで，新たな手法の有効性を検証した．その結果，FFT と同程度の計算精度を保ったまま，最大で FFT の 20 倍の速度で，必要な低波数成分を求められることが分かった．また，このプログラムを DNS コードに組み込むことで時間発展 1 ステップを約 2 倍の速度で実行できることが分かった．
• 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: AN10463942
• 書誌情報: 研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）; 巻 2022-HPC-183, 号 2, p. 1-7, 発行日 2022-03-10
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8841
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会