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J-GLOBAL ID：201402241758321559   整理番号：14A0166453

マルチフェーズフィールド法による多結晶粒成長シミュレーションの複数GPU計算

Multiple-GPU Computing of Polycrystalline Grain Growth Simulation using Multi-Phase-Field Method

著者 (4件)： 岡本成史 (東京農工大学工学部機械システム工学科) ,  山中晃徳 (東京農工大学大学院工学研究院) ,  下川辺隆史 (東京工業大学学術国際情報センター) ,  青木尊之 (東京工業大学学術国際情報センター)
資料名： 日本計算工学会論文集(Web)  (Transactions of JSCES (Web))
巻： 2013  ページ： 20130018-20130018 (J-STAGE)  発行年： 2013年 
JST資料番号： U0063A  ISSN： 1347-8826  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 多結晶構造を有する材料中のミクロ組織形成過程を解析するための最も強力な数値解析手法のひとつとして, マルチフェーズフィールド(MPF)法が注目されている. しかしながら, MPF法は複数のフェーズフィールド変数と同数の時間発展方程式を解く必要があるため, ひとつの秩序変数を用いる従来のフェーズフィールド法に比べて計算コストが大きいことが問題である. そこで本研究では, MPF法を高速に計算するために, CUDAとMPIを用いた新しい複数GPU計算法を構築した. 特に, 複数GPU計算を行うための領域分割法を採用し, さらにCPU間とCPU-GPU間のデータ通信時間を計算時間で隠蔽するための独自のオーバーラッピング法を提案した. さらに本研究では, 多結晶粒成長の3次元シミュレーションを複数GPU計算ではじめて実施した. その結果, 本研究で提案するオーバーラッピング法を用いることにより, データ通信時間の完全な隠蔽に成功し, 良好な弱スケーリング性能および強スケーリング性能を実現した.(著者抄録)

シソーラス用語： *数学モデル ,  *結晶成長 ,  *多結晶 ,  発展方程式 ,  時間発展 ,  *マイクロプロセッサ ,  *専用プロセッサ ,  プログラミング環境 ,  システムインタフェイス ,  分割法 ,  シミュレーション ,  マルチプロセッサシステム ,  *GPU【プロセッサ】 ,  CUDA ,  三次元シミュレーション ,  *フェイズフィールド法
準シソーラス用語： *フェーズフィールド法 ,  *結晶粒成長 ,  MPI【インタフェイス】 ,  領域分割法 ,  マルチプロセッサ

分類 (1件)： 結晶成長一般  (BK13010Q)

引用文献 (17件)：

• (1) Kral, M. V., Mangan, M. A., Spanos, G. and Rosenberg, R. O., Three-dimensional Analysis of Microstructures, Material Characterization, 45, pp.17-23, 2000.
• (2) Sato, N. and Adachi, Y., Topological Approach to Ferrite/Martensite Dual-phase Microstructures, ISIJ International, 52, pp.1362-1365, 2012.
• (3) Tolnai, D., Townsend, P., Requena, G., Salvo, L., Lendvai, J. and Degischer, H. P., In Situ Synchrotron Tomographic Investigation of the Solidification of an AlMG4.7Si8 Alloy, Acta Materialia, 60, pp.2568-2577, 2012.
• (4) Kobayashi, R., Modeling and Numerical Simulation of Dendritic Crystal Growth, Physica D, 63, pp.410-423, 1993.
• (5) Provatas, N. and Elder, K., <i>Phase-Field Methods in Materials Science and Engineering</i>, Wiley-VCH Verlag GmbH&Co., Weinheim, 2010.

タイトルに関連する用語 (6件)： マルチ ,  フェーズフィールド法 ,  結晶粒成長 ,  シミュレーション ,  GPU ,  計算