マルチ解像度セル前処理付き粒子法による圧縮性・非圧縮性流体統一解法への展開
概要
粒子法の枠組みにおいて、時間積分法として陰解法型の手法を選択すると、連立一次方程式ソルバがボトルネックとなり，GPUによる高速演算の恩恵が得られない．しかしながら，圧力解法の高精度化，高粘性流体解析などのためには，陰解法の選択は避けられない．そこで，実用的な汎用ソルバを確立するために，粒子法に特化した幾何マルチグリッドソルバ（構造格子を使った前処理）を開発してきた．2024年度申請の継続課題では，独自の幾何マルチグリッドソルバを使った陰的粒子法を計算ノードに跨ぐ多数GPUでも高効率な演算を可能とし（陰解法をMPI並列に対応・2022年度と2023年度の成果統合），さらに非圧縮性流体から圧縮性流体までを統一的に解析可能な陰解法型のソルバへと発展を目指す．
関連Webページ
業績一覧
(1) 学術論文 （査読あり）
[]Daniel S. Morikawa, Mitsuteru Asai, 2025, A mixed total Lagrangian-updated Lagrangian Smoothed Particle Hydrodynamics method for geomechanics simulations with discontinuities, Soils and Foundations, 65 (2), 101593
[]Yangfan Ma, Mitsuteru Asai, Zheng Han, Guangqi Chen, 2024, Two-layer multi-state SPH modelling of momentum growth and its feedback in viscous debris flow on wet bed sediment, Engineering Geology, 343, 107804
[]Kumpei Tsuji, Shujiro Fujioka, Daniel S. Morikawa, Mitsuteru Asai, A reliable SPH(2) formulation for Darcy–Forchheimer–Brinkman equation using a density-based particle shifting in the ALE description, Computational Particle Mechanics
[]Yifang Qin, Shunhua Chen, Mitsuteru Asai, 2024, Modeling of interfacial multi-cracks in dissimilar laminated structures using a nodal-based Lagrange multiplier/cohesive zone approach, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 133, 104599
[]白神嘉也，藤岡秀二郎，辻勲平，浅井光輝, 安定かつ高精度な粒子法の実現に向けた密度補正機能付き粒子再配列法, 日本計算工学論文集，2024巻1号, 20241007，2024
(2) 国際会議プロシーディングス （査読あり）
該当なし
(3) 国際会議発表（査読なし）
[]Mitsuteru Asai, Haruki Osaki, Daniel Shigueo Morikawa
Development of a scalable high-peformance particle solver with multi-resolution background cells preconditioning in GPU
16th WCCM, Vancouver, Canada, July 2024
[]Daniel Shigueo Morikawa, Mitsuteru Asai
Smoothed Particle Hydrodynamics simulation of landslides with discontinuities
16th WCCM, Vancouver, Canada, July 2024
[]Kumpei Tsuji, Shujiro Fujioka, Daniel Shigueo Morikawa, Mitsuteru Asai
The hybrid resolved-unresolved SPH(2)-DEM coupling simulation for the internal soil-erosion in soil-structures
16th WCCM, Vancouver, Canada, July 2024
[]Hiroyuki Omura, Satoshi Ohinata, Mitsuteru Asai, Daigoro Isobe
Development of an unresolved CFD-beam coupling model for large scale tsunami-houses interaction problem
16th WCCM, Vancouver, Canada, July 2024
[]Yifang Qin, Shunhua Chen, Mitsuteru Asai
Lagrange multiplier/cohesive zone (LM/CZ) methods for multiple crack simulations
16th WCCM, Vancouver, Canada, July 2024
[]Shujiro Fujioka, Kumpei Tsuji, Naoto Mitsume, Mitsuteru Asai
Coordinate transformation based on SPH(2) for efficient free surface flow simulation
16th WCCM, Vancouver, Canada, July 2024
[]Yoshiya Shirakami, Shujiro Fujioka, Kumpei Tsuji, Daniel Shigueo Morikawa , Mitsuteru Asai
Improved Density-based Particle Shifting Technique for stable and accurate free surface flow simulations based on SPH(2)
16th WCCM, Vancouver, Canada, July 2024
[]Naoto Mitsume, Kyuya Matsumoto, Yusuke Imoto, Mitsuteru Asai
A Bottom Boundary-Fitted Coordinate Transformation for MPS Method
IWACOM-IV(International Workshops on Advanced of Computational Mechanics), Kita-Kyushu
[]Daniel S. Morikawa, Mitsuteru Asai
Smoothed Particle Hydrodynamics simulation of landslides with discontinuities
IWACOM-IV(International Workshops on Advanced of Computational Mechanics), Kita-Kyushu
[]Hiroyuki Omura, Kumpei Tsuji, Mitsuteru Asai, Daigoro Isobe
Fluid-structure interaction analysis based on coupled SPH-FEM using fictitious fluid model
IWACOM-IV(International Workshops on Advanced of Computational Mechanics), Kita-Kyushu
[]Mitsuteru Asai, Shujiro Fujioka, Daniel S. Morikawa
A high-performance particle simulator based on SPH(2) accelerating with a geometric multi-grid solver
IWACOM-IV(International Workshops on Advanced of Computational Mechanics), Kita-Kyushu
[]Kumpei Tsuji, Shujiro Fujioka, Daniel S. Morikawa, Mitsuteru Asai
Advanced resolved-unresolved SPH-DEM coupling approach with SPH(2) and particle shifting techniques
IWACOM-IV(International Workshops on Advanced of Computational Mechanics), Kita-Kyushu
(4) 国内会議発表（査読なし）
[]鈴木新之助, 井上恵天, 藤岡秀二郎, 辻勲平, 浅井光輝
SPH(2)と密度保存型粒子再配列法を併用した高精度浸透流解析
令和6年度土木学会全国大会第79回年次学術講演会, 2024.09.
[]森藤雄介, 大﨑春輝, 森川ダニエル, 浅井光輝
圧縮性の概念を導入した半陰解法型SPH法の開発
令和6年度土木学会全国大会第79回年次学術講演会, 2024.09
[]木元周, 佐伯勇輔, 辻勲平, 浅井光輝
粒子法による多孔質体内部の流体解析の検証
令和6年度土木学会全国大会第79回年次学術講演会, 2024.09
[]白神嘉也, 藤岡秀二郎, 辻勲平, 浅井光輝
SPH法における密度補正機能付き粒子再配列法による流体解析
令和6年度土木学会全国大会第79回年次学術講演会, 2024.09
[]藤岡秀二郎, 辻勲平, 三目直登, 浅井光輝
高精度粒子法SPH(2)による座標変換を適用した流体解析
令和6年度土木学会全国大会第79回年次学術講演会, 2024.09
[]出口翔大, 浅井光輝
距離関数を導入した境界条件の付与による機械学習PINNの高精度化
令和6年度土木学会全国大会第79回年次学術講演会, 2024.09
[]浅井光輝
粒子法へのいざない ～ここまで来た粒子法の現在と今後の可能性～
第42回西日本岩盤岩盤シンポジウム（特別講演）2024.08
[]森川ダニエル, 浅井光輝
Smoothed Particle Hydrodynamics simulation of landslides with discontinuities第29回計算工学講演会, 2024.06. (キーノート講演)
[]大村浩之, 辻勲平, 浅井光輝, 磯部大五郎
PMSを用いたSPH-梁要素カップリングに基づく流体構造連成解析手法の開発
第29回計算工学講演会, 2024.06
[]一色正晴, 木元周, 佐伯勇輔, 浅井光輝
Gaussian Splattingを用いた時系列粒子シミュレーション結果の可視化手法の検討
第29回計算工学講演会, 2024.06
[]辻勲平, 藤岡秀二郎, 森川ダニエル, 浅井光輝
密度保存型シフティングを用いたSPH(2)による非一様な間隙率分布を有する浸透流解析
第29回計算工学講演会, 2024.06.
[]藤岡秀二郎, 辻勲平, 三目直登, 浅井光輝
高精度粒子法SPH(2)を用いた座標変換による効率的な自由表面解析
第29回計算工学講演会, 2024.06
[]菖蒲迫健介, 吉田茂生, 浅井光輝, 川田佳史, 中島涼輔, 藤岡秀二郎
最小二乗法を用いたSPH法の高精度化について
第29回計算工学講演会, 2024.06
[]白神嘉也, 藤岡秀二郎, 辻勲平, 浅井光輝
体積保存性を考慮した粒子再配列法による自由表面流れ解析
第29回計算工学講演会, 2024.06
[]浅井光輝，大崎春輝，森川ダニエル，森藤 雄介
ISPHの実用化を志向したGPU上での幾何マルチグリッドソルバー
第27回応用力学シンポジウム，2024.05
[]辻勲平，佐伯勇輔，井上恵天，鈴木新之助，浅井光輝
高精度粒子法SPH(2)と一般化密度保存型PSによる高精度浸透流解析
第27回応用力学シンポジウム，2024.05
[]藤岡秀二郎，辻勲平，三目直登，浅井光輝
高精度粒子法SPH(2)で具現化する鉛直座標変換の一般化
第27回応用力学シンポジウム，2024.05. 応用力学シンポジウム講演賞
(5) 公開したライブラリなど
該当なし
(6) その他（特許，プレスリリース，著書等）
該当なし