粒子運動を再現するDEM(離散要素法)演算効率の向上

産業界へのアピールポイント
各種粉粒体を扱う産業機器の最適操業条件をシュミレーションで把握できる
粉粒体と流体の混相流シミュレーションにも応用可能。防災・土木工学にも有効
キーワード
DEM・SPH
発明・ノウハウの概要
 本発明は、作業空間内の複数の粒子について他の粒子との接触力に基づく位置・速度を算出し、粒子の挙動をシミュレーションする粒子シミュレーション装置であって、DEM-SPHの様な粒子法シミュレーションの共有メモリ型並列計算において、粒子間の相互作用ペアの探索と相互作用力の総和計算で発生するメモリ書込み競合を防止して、粒子法の並列計算効率を向上させた方法で、以下の手順より構成される。

1)計算領域を粒子サイズ程度の大きさのセルで区切り、粒子番号を所属するセル番号順にソートして、各セルに対して最小と最大粒子番号をセル情報として記憶させる。
2)このセル情報を各粒子が探索することによって相互作用ペアを決定できる。
3)さらに、ペア間の力を一時配列に格納し、この一時配列のアドレスを各粒子が参照することが 可能な配列を予め作製しておくことで、メモリ書込み競合を起こさずに、作用反作用の法則に基づいて力の総和計算ができる。
4)計算された粒子ごとの接触力に基づいて粒子の位置及び速度を含む粒子情報を更新する。
図解画像

想定される用途
各種土木工学
防災:津波による粉粒体混相流、土砂崩れ等のシミュレーション
関連特許
発明の名称
粒子シミュレーション装置及び粒子シミュレーション方法
出願番号
特願2009-086272
公開or登録番号
特許第5408611号
出願日
2009/03/31
発明者
西浦 泰介
阪口 秀
研究室ホームページ
http://www.jamstec.go.jp/mat/j/
問合せNo
348