■発表要旨
１．プロジェクトの目的
固体地球シミュレーション・プラットフォーム「GeoFEM」において，プラグイン形式による解析システム結合，大規模線形システムの高速並列解法，大規模並列可視化，その他の汎用的解析支援機能に関する研究を行う。具体的な項目は以下の通り：（１）並列反復法によるSMPクラスタ向け高速ソルバーの最適化，性能評価 （２）並列メッシュ生成，並列固体地球シミュレーション，連成解析カップラー，並列可視化からなる統合化プラットフォーム開発 （３）西南日本地震発生サイクル解析，地球外核電磁熱流動解析，へのプラットフォームの適用 （４）地下水流動・物質拡散解析，津波シミュレーション，実機工学問題解析の実施 （５）構造格子系，離散粒子系へのプラットフォーム拡張
２．今年度当初の計画
本年度は，プラットフォームの機能拡張と実用化へ向けて下記を実施予定であった
- 悪条件問題向け（有限要素法，境界要素法）並列ソルバーの開発，実装，検証。
- 代数的多重格子法（Algebraic Multigrid）による多重格子ソルバーの開発，検証。
- 並列適応格子機能，動的負荷分散機能の開発，実装，検証。
- 可視化機能を中心とした粒子系へのプラットフォーム拡張，実装，検証。
- プラットフォーム実用化のため固体地球分野内各グループとの連携を深めるほか，非構造格子，有限要素法によるアプリケーションに関係した他分野とも積極的に連携していく。
３．今年度得られた成果、および達成度
＜成果＞
- 局所細分化メッシュを利用して，複雑断層面上のすべり応答関数を求めるために，fill-inを深くとるILU系前処理を適用した悪条件方程式向け並列ソルバーを開発した。並列時の前処理性能低下を防ぐため，領域間オーバーラップの拡張を実装した。また，反復回数が増加抑制のため，RCMオーダリングが有効であることがわかった。
- 局所細分化メッシュを含む系に対する，マルチレベル解法の開発，最適化，予備的計算を実施した。
- 粒子法に関する並列可視化機能を拡張した。
- プラットフォームを利用して，海綿骨応力解析のための並列有限要素法解析プログラムを開発し，実験モデルを使用した大規模シミュレーションを実施した。
- プラットフォームを拡張して，タンパク質構造解析コードを開発，最適化し，大規模シミュレーションを実施した。開発したFast Multipole Method（高速多重極展開法）カーネルは，ライブラリとして整備することにより様々な分野のシミュレーションにおいて利用可能である。
＜達成度＞
- プラットフォーム拡張に関しては，悪条件問題向けソルバー，マルチレベル解法，並列可視化機能の拡張などの点で進展があったものの，一部可視化機能の最適化の遅れ，動的負荷分散機能が未整備な点もあり，全体としての達成度は70％程度である。
- プラットフォーム実用化に関して，固体地球分野に関しては，①で述べたプラットフォーム拡張の未整備事項とも関連して，達成度は75％程度であった。
- 工学的問題に関しては，海面骨応力解析，タンパク質構造解析などの分野の大規模シミュレーションの適用という点で大きな成果があった。ただ，悪条件問題向けソルバーの適用が実施できなかったため，達成度としては90％程度である。