計算工学ナビ

ものづくりにHPCを活用するための ツールとケーススタディー

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Software Library
シミュレーションソフトウェア・ライブラリ

ここで紹介するソフトウェアはすべて国家プロジェクトの成果であり、高度なシミュレーターとそのサポートツールを個人や企業がダウンロードして原則無償で使用することができます。許諾条件はソフトウェアによって異なりますので、詳細ページで確認してください。

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ものづくり6件

熱流体・音響解析システム
FrontFlow/blue

乱流現象(騒音、振動、非定常流体力、乱流熱輸送など)の高精度予測が可能です。PCクラスタから京まで、多様なマシンで高速に動作し 1000 億規模の大規模音響解析をサポートします。空力騒音解析、ターボ機械内部の流れ解析など多数の工学応用に対応できます。

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ファン音響の可視化

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非線形構造解析システム
FrontISTR

PCから京などの超並列スパコンまで対応可能なオープンソースの構造解析システムです。商用コードに匹敵する実用的な非線形構造解析機能(プリ・ポストを含む)と、大規模・並列・プログラマビリティに関する革新性、の両面を備えています。京の65,536コアを用いて75億自由度問題を13.7時間で解くことができます。

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プリント配線基板熱反り解析(75億自由度、最小メッシュ7.5μm、京65,536コア使用、ミーゼス応力分布)

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直交格子を用いた実用複雑系流体解析プログラム
FrontFlow/violet Cartesian

高性能大規模並列にチューニングした非圧縮熱流体解析ツールです。実設計問題における課題を短期間で解析するため、形状データ(STL形式)から自動格子生成を行い、短時間で計算できる点が特徴です。豊富な制御パラメータや境界条件、データサンプリング機能、性能モニタリング機能などを提供します。

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オープンカーの周りに生じる微細な渦構造を渦管により可視化

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複合材料強度信頼性評価シミュレーター
FrontCOMP

繊維と樹脂を区別したメゾスケールモデルに基づく炭素繊維強化プラスチック部材の高度な信頼性解析を実現します。燃料電池自動車普及のための基盤部品である高圧水素容器の合理的最適設計を支援するため、繊維束サイズや巻き経路、樹脂の非線形材料特性、硬化スケジュールなどの違いが、容器強度に与える影響を正確に評価します。

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高圧水素容器のメゾスケール応力解析

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マルチ力学解析シミュレーター
REVOCAP

FrontISTRおよびFrontFlow/blue等と連携し、各種並列計算機環境で大規模連成解析を実現します。具体的には、風車の翼が風を受けて振動する流体-構造連成現象の解析等の事例があります。そのほかにも、磁場-構造連成解析、流体-構造-音響連成解析など、様々な連成解析に対応しています。

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流体-構造連成解析結果(流体圧力コンター、翼の変形(×100)、ミーゼス応力コンター(翼表面))

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流体・構造・音響連成解析の自動設定
FrontWorkBench

解析専業者から設計者、解析初心者まで、幅広いユーザの利便性に配慮した様々な特徴を備えており、ものづくりシミュレーションシステムに求められる高度な操作性を実現します。解析初心者でも従来のCAEと同じ感覚で超並列大規模解析、そして流体構造連成解析と流体音響連成解析を行うことを可能にします。

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FrontWorkBench 上での流体解析の実行例

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ナノテクノロジー1件

第一原理電子状態計算ソフトウェア
PHASE

密度汎関数理論に基づいた擬ポテンシャル法による平面波基底の第一原理電子状態解析ソフトウェアです。電子系・格子系の誘電関数解析(PHASE+UVSOR)、ナノ接合系における量子伝導解析(ASCOT)等の高度な解析機能も提供します。ノートPC、PCクラスタからスパコンまで、幅広い計算機プラットフォームに対応可能です。

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高移動度シリコン表面構造の探索的大規模計算

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ライフサイエンス3件

密度汎関数法によるタンパク質全電子波動関数計算
ProteinDF

量子化学計算標準のガウス型基底関数を用いる密度汎関数法によるタンパク質全電子計算ソフトウェアとそのフロントエンドです。PCクラスタからスパコンまで、幅広い計算機プラットフォームをカバーし、生体分子の電子構造モデリングにおいて、現時点で到達した最新機能を提供します。

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シトクロムC3の分子軌道

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バイオ分子相互作用シミュレーター
ABINIT-MP

効率的な化合物探索や分子設計を実現します。フラグメント分子軌道(FMO)法に基づいて、タンパク質と化学物質との相互作用を解析します。PCクラスタからスパコンまでをカバーし、先進性と実用性を兼ね備えたソフトウェアです。創薬やナノバイオ領域での分子レベルでの解析に役立ちます。

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インフルエンザノイラミニダーゼとタミフルの複合体の可視化相互作用エネルギー

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バイオ分子相互作用シミュレーター
ABINIT-MP Open series

フラグメント分子軌道(FMO)計算のためのABINIT-MPの新シリーズです。従来通り、タンパク質と化学物質との相互作用を解析できる他、固体表面と分子・ペプチド、高分子鎖の同様の扱いも可能です。産官学を交えたコンソーシアム的な組織でソース共有を行い、ものづくり系分野への展開をより指向しつつ、継続的なコードの開発改良と保守を図っていきます。

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HA結晶へのESQES吸着のFMO計算

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プリプロセス0件



ポストプロセス1件

遠隔可視化システム
PBVR

粒子ベースボリュームレンダリング(Particle Based Volume Rendering)に基づくクライアント・サーバ型の遠隔可視化ソフトウェアです。AVSFLD/UCD、PLOT3D、VTK、STLの構造/非構造データ形式の大規模ボリュームデータを粒子データに圧縮し、sshトンネルを利用したソケット通信で転送することによって、大規模データの対話的な遠隔可視化を実現します。また、高度な伝達関数設計機能によってボリュームレンダリングだけでなく等値面、断面、多変量データ解析等の柔軟な可視化処理を実現します。

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PBVRのユーザーインターフェース

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ユーティリティ3件

構造格子系ファイル入出力ライブラリ
CIOlib

Cartesian I/O libraryは、構造格子系のファイル入出力ライブラリで、多数のファイルの管理を行います。アプリケーション間でのファイルの授受を効率的に扱うための仕組みや、プロセス数の変化に対応する柔軟なリスタート機能を提供します。また、汎用的なファイルフォーマットへの変換なども行えます。

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YAML風記述による構造化テキストファイルパーシングライブラリ
TextParser

TextParserはYAMLのブロックスタイル風の記述で構造化したテキストファイルをパースし、データ構造をオンメモリ保持するライブラリです。解析シミュレータなどの初期化パラメータファイルを主な用途に想定しており、簡便で見通しの良い記述方法、簡単なビルド手順などを特徴としています。

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指定書式で記述された入力データによるグラフ作図ツール
Historyplot

Historyplotは、指定されたフォーマットで記述された入力データをもとにグラフを作図するPythonによるコマンドラインツールです。コマンドライン引数で入力ファイル、作図条件を指定することで、グラフ画像をpng,eps,pdf形式で出力します。

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