| 講演名 | 2016-01-20 数値流体力学におけるMacCormack法を実現する並列アルゴリズムとそのFPGA実装 芳賀 裕介(広島市大), 永山 忍(広島市大), 若林 真一(広島市大), 稲木 雅人(広島市大), |
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| 抄録(和) | 流体解析などで用いられる偏微分方程式モデルでは解析的な解法が知られていない場合が多いため, 差分法を用いた数値シミュレーションにより数値解を求めることが一般的である. しかし, こうした数値解法の計算量は大きいため, 解法のハードウェア化による計算の高速化が求められている. 本論文では, 一次元オイラー方程式に対する数値解法の一つであるMacCormack法に着目し, この解法の並列アルゴリズムを専用回路としてFPGA上に実装することで数値解を高速に求める手法を提案する. 数値流体解析の様々な応用において一個のFPGA上で効率よく計算するために複数のアーキテクチャを提案し, 様々な計算のパラメータに対しそれらを実験的に評価する. |
| 抄録(英) | In many partial differential equation models used in various applications such as fluid analysis, their analytical solutions are not well known, and thus, they are often solved numerically by a numerical simulation using a finite difference method. However, numerical simulations are generally slow. Therefore, hardware solutions to accelerate numerical simulations are required. In this paper, we focus on a numerical solution, the MacCormack scheme, which is used to solve linear Euler equations, and propose a parallel algorithm for the scheme and its dedicated circuits for FPGA implementation as a hardware solution. To compute the MacCormack scheme efficiently in various applications of numerical fulid analysis on an FPGA, we explore efficient architectures by their experimental evaluation for various computation parameters of the scheme. |
| キーワード(和) | FPGA / MacCormack法 / 並列アルゴリズム |
| キーワード(英) | FPGA / MacCormack scheme / Parallel algorithm |
| 資料番号 | VLD2015-93,CPSY2015-125,RECONF2015-75 |
| 発行日 | 2016-01-12 (VLD, CPSY, RECONF) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD / CPSY / RECONF / IPSJ-SLDM / IPSJ-ARC |
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| 開催期間 | 2016/1/19(から3日開催) |
| 開催地（和） | 慶應義塾大学 日吉キャンパス |
| 開催地（英） | Hiyoshi Campus, Keio University |
| テーマ（和） | FPGA応用および一般 |
| テーマ（英） | FPGA Applications, etc |
| 委員長氏名（和） | 松永 裕介(九大) / 中島 康彦(奈良先端大) / 渡邊 実(静岡大) / 福井 正博(立命館大) / 五島 正裕(国情研) |
| 委員長氏名（英） | Yusuke Matsunaga(Kyushu Univ.) / Yasuhiko Nakashima(NAIST) / Minoru Watanabe(Shizuoka Univ.) / Masahiro Fukui(Ritsumeikan Univ.) / Masahiro Goshima(国情研) |
| 副委員長氏名（和） | 竹中 崇(NEC) / 中野 浩嗣(広島大) / 入江 英嗣(東大) / 本村 真人(北大) / 柴田 裕一郎(長崎大) |
| 副委員長氏名（英） | Takashi Takenana(NEC) / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) / Masato Motomura(Hokkaido Univ.) / Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 冨山 宏之(立命館大) / 福田 大輔(富士通研) / 三吉 貴史(富士通研) / 鯉渕 道紘(NII) / 山田 裕(東芝) / 山口 佳樹(筑波大) / 横山 昌生(シャープ) / 高島 康裕(北九州市大) / 西出 岳央(東芝) / 小野 貴継(九大) / 津邑 公暁(名工大) / 三輪 忍(電通大) / 山下 浩一郎(富士通研) |
| 幹事氏名（英） | Hiroyuki Tomiyama(Ritsumeikan Univ.) / Daisuke Fukuda(Fujitsu Labs.) / Takashi Miyoshi(Fujitsu Labs.) / Michihiro Koibuchi(NII) / Yutaka Yamada(Toshiba) / Yoshiki Yamaguchi(Univ. of Tsukuba) / Masao Yokoyama(Sharp) / Yasuhiro Takashima(Kitakyushu City Univ.) / Takeo Nishide(Toshiba) / Takatsugu Ono(九大) / Tomoaki Tsumura(名工大) / Shinobu Miwa(電通大) / Koichiro Yamashita(富士通研) |
| 幹事補佐氏名（和） | 谷口 一徹(立命館大) / 高前田 伸也(奈良先端大) / 大川 猛(宇都宮大) / 谷川 一哉(広島市大) / 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) |
| 幹事補佐氏名（英） | Ittetsu Taniguchi(Ritsumeikan Univ.) / Shinya Takameda(NAIST) / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) / Kazuya Tanikagawa(Hiroshima City Univ.) / Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on VLSI Design Technologies / Technical Committee on Computer Systems / Technical Committee on Reconfigurable Systems / Special Interest Group on System and LSI Design Methodology / Special Interest Group on System Architecture |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 数値流体力学におけるMacCormack法を実現する並列アルゴリズムとそのFPGA実装 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Parallel Algorithm for Realizing the MacCormack Scheme in Computational Fluid Dynamics and its FPGA Implementation |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | FPGA / FPGA |
| キーワード(2)（和/英） | MacCormack法 / MacCormack scheme |
| キーワード(3)（和/英） | 並列アルゴリズム / Parallel algorithm |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 芳賀 裕介 / Yusuke Haga |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 広島市立大学(略称：広島市大) Hiroshima City University(略称：Hiroshima City Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 永山 忍 / Shinobu Nagayama |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 広島市立大学(略称：広島市大) Hiroshima City University(略称：Hiroshima City Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 若林 真一 / Shin'ichi Wakabayashi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 広島市立大学(略称：広島市大) Hiroshima City University(略称：Hiroshima City Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 稲木 雅人 / Masato Inagi |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 広島市立大学(略称：広島市大) Hiroshima City University(略称：Hiroshima City Univ.) |
| 発表年月日 | 2016-01-20 |
| 資料番号 | VLD2015-93,CPSY2015-125,RECONF2015-75 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | VLD-398,CPSY-399,RECONF-400 |
| ページ範囲 | pp.137-142(VLD), pp.137-142(CPSY), pp.137-142(RECONF), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2016-01-12 (VLD, CPSY, RECONF) |