研究紹介- 山本 悟 -


計算数理科学に基づく環境エネルギー研究とコンピュータサイエンスの学際的融合

本計算数理科学分野では、自然科学や社会科学の様々な現象・事象から、数学的手法を用いて数理モデルを構築し、そこから得られる情報を数理科学的に処理する応用数理学の研究に主眼が置かれる。その中でも、計算機科学やソフトウエア科学と密接に関係した応用数理学の1分野である、「計算数理科学」研究を展開する。

 学際的・独創的な研究を展開するために、物理学、化学、生物学など複数の自然科学分野を融合した研究が必要不可欠である。計算数理科学は、最新のコンピュータ技術を駆使して、自然科学の現象から構築された数理モデルを解析し、その現象を仮想的に再現する研究を対象としている。

 まず、山本・古澤研究室では、静的のみならず動的な複数の物理現象が混在した非線形問題を支配する数理モデル、ならびにコンピュータによる計算効率を最大限に発揮する計算スキームを構築して、その数理モデルをスーパーコンピュータにより大規模計算する研究を行う。特に、21世紀の最大課題である地球環境保全ならびにエネルギーミニマムを目指す環境エネルギー研究の発展に貢献するため、ガスタービンや蒸気タービンを丸ごとスーパーコンピュータで計算することができる「数値タービン」を構築している。

 また、化学工学分野との学際的融合による、「超臨界流体シミュレータ」を構築して、革新的なエネルギーミニマム機器の研究開発へ応用する。

 一方、大規模数値計算には、スーパーコンピュータを用いても膨大な計算時間を要する他、高速計算に必要な大消費電力が問題となっている。この現状を抜本的に改善し消費電力あたりの計算速度を大幅に改善するため、斬新な「数値流体力学専用計算機」の実現に向け、佐野研究室では、再構成可能技術に基づく新しいコンピュータアーキテクチャとの学際的融合研究を進めている。
URLhttp://www.caero.mech.tohoku.ac.jp/
   
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