JP4725189B2 - 粒子挙動解析装置及び粒子挙動解析方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
一般に、粒子に粒子番号を付けておき、各ノードに担当させる粒子数に相当する粒子番号を割り当てる。各ノードは、割り当てられた粒子番号の粒子についてのみ挙動計算を行なう。通常、各ノードの負荷を均等にするため、ノード毎に担当させる粒子数は。全粒子数をノード数で割った値が用いられる。
この場合、隣接する領域の情報は隣接する領域を担当するノード間で共有して境界部の粒子挙動を計算することになる。
14…中間転写ベルト
32…転写ローラ
34…ブラシローラ
36…帯電ローラ
37…筐体
38…現像ローラ
39…スクリュー・フィーダ
40…LEDアレイヘッド
41…トリミングブレード
Claims (14)
- 解析領域内に存在する多数の粒子の挙動を個別要素法により計算するための処理を、(N+1)個のノードからなる分散コンピュータを用いて並列処理する粒子挙動解析装置であって(但し、Nは正の整数)、
前記の個別要素法による粒子の挙動解析計算を前記の各ノードに分散し、ノード毎に所定のタイムステップで粒子挙動計算を行なわせる分散処理手段と、
粒子の移動距離に応じて各ノードのタイムステップを適応的に設定・変更するタイムステップ設定手段と、
を具備し、
前記分散処理手段は、現ステップにおいて粒子の最大移動距離が所定の範囲内で最大となったノードの計算結果を該ステップにおける粒子挙動解析結果として採用し、
前記タイムステップ設定手段は、前記最大移動距離から次ステップのタイムステップ変更値を計算するとともに、算出したタイムステップ変更値を所定の間隔で増減させてN個のタイムステップ変更候補値を求め、前記(N+1)個のノードに対しそれぞれ異なる次ステップのタイムステップ値を与える、
ことを特徴とする粒子挙動解析装置。 - 解析領域内に存在する多数の粒子の挙動を個別要素法により計算するための処理を、複数のノードからなる分散コンピュータを用いて並列処理する粒子挙動解析装置であって、
前記解析領域を分割し、分割した解析領域毎の前記の個別要素法による粒子の挙動解析計算を前記の各ノードに分散し、ノード毎に所定のタイムステップで粒子挙動計算を行なわせる分散処理手段と、
粒子の移動距離に応じて各ノードのタイムステップを適応的に設定・変更するタイムステップ設定手段と、
を具備し、
前記タイムステップ設定手段は、各ノードn(但し、ノード数をNとし、n=1〜Nとする)の領域内粒子の最大移動距離からノード毎のタイムステップ変更値ts n を計算し、各ノードnのタイムステップ変更値の最小値ts _min を求め、各ノードnのタイムステップ変更値ts n をts n 以下で最大のts _min の2のn乗倍のts' n 又はts _min の整数倍に設定し、
前記分散処理手段は、各ノードnのタイムステップts' n の最大値ts' _max まで粒子挙動計算を行なわせ、すべてのノードがts' _max まで計算完了するまでの間、先に計算が終了した領域を担当するノードに対し、計算負荷の大きい他のノードの計算の補助をさせる、
ことを特徴とする粒子挙動解析装置。 - 前記分散処理手段は、計算負荷の大きいノードが担当する領域内の粒子を分割し、先に計算が終了した領域を担当するノードにそれぞれ割り当てて計算させる、
ことを特徴とする請求項2に記載の粒子挙動解析装置。 - 前記分散処理手段は、ノード間の処理負荷の差に応じて分割した領域の結合又は再分割を行なう、
ことを特徴とする請求項2に記載の粒子挙動解析装置。 - 前記分散処理手段は、各ノードが担当する領域のタイムステップに応じて粒子数を変更する、
ことを特徴とする請求項4に記載の粒子挙動解析装置。 - 前記タイムステップ設定手段は、各ノードn(但し、ノード数をNとし、n〜1〜Nとする)それぞれの領域A n 内の粒子の最大移動距離から各ノードのタイムステップ変更値ts n を計算し、
前記分散処理手段は、隣接する領域A a とA b をそれぞれ担当しているノードa及びノードbのタイムステップ変更値ts a とts b を比較して(但し、a及びbはともに1〜N)、ts a とts b がともに所定の変更値ts _max より大きく且つts a とts b の差が所定値ts _df 未満である場合には、領域A a とA b を1つの領域A a 'として結合し、領域A a を担当していたノードaに当該領域A a 'の計算を担当させるとともに、領域A b を担当していたノードbに対し計算負荷の大きいノードの計算の補助を行なわせ、
前記タイムステップ設定手段は、該結合された領域A a 'におけるタイムステップts a 'はts a とts b のうち小さい方に設定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の粒子挙動解析装置。 - 解析領域内に存在する多数の粒子の挙動を個別要素法により計算するための処理を、(N+1)個のノードからなる分散コンピュータに並列処理させるための処理をコンピュータ上で実行する粒子挙動解析方法であって(但し、Nは正の整数)、
前記コンピュータが備える分散処理手段が、前記の個別要素法による粒子の挙動解析計算を前記の各ノードに分散し、ノード毎に所定のタイムステップで粒子挙動計算を行なわせる分散処理ステップと、
前記コンピュータが備えるタイムステップ設定手段が、粒子の移動距離に応じて各ノードのタイムステップを適応的に設定・変更するタイムステップ設定ステップと、
を有し、
前記分散処理ステップでは、現ステップにおいて粒子の最大移動距離が所定の範囲内で最大となったノードの計算結果を該ステップにおける粒子挙動解析結果として採用し、
前記タイムステップ設定ステップでは、前記最大移動距離から次ステップのタイムステップ変更値を計算するとともに、算出したタイムステップ変更値を所定の間隔で増減させてN個のタイムステップ変更候補値を求め、前記(N+1)個のノードに対しそれぞれ異なる次ステップのタイムステップ値を与える、
ことを特徴とする粒子挙動解析方法。 - 解析領域内に存在する多数の粒子の挙動を個別要素法により計算するための処理を、複数のノードからなる分散コンピュータに並列処理させるための処理をコンピュータ上で実行する粒子挙動解析方法であって、
前記コンピュータが備える分散処理手段が、前記解析領域を分割し、分割した解析領域毎の前記の個別要素法による粒子の挙動解析計算を前記の各ノードに分散し、ノード毎に所定のタイムステップで粒子挙動計算を行なわせる分散処理ステップと、
前記コンピュータが備えるタイムステップ設定手段が、粒子の移動距離に応じて各ノードのタイムステップを適応的に設定・変更するタイムステップ設定ステップと、
を有し、
前記タイムステップ設定ステップでは、各ノードn(但し、ノード数をNとし、n=1〜Nとする)の領域内粒子の最大移動距離からノード毎のタイムステップ変更値ts n を計算し、各ノードnのタイムステップ変更値の最小値ts _min を求め、各ノードnのタイムステップ変更値ts n をts n 以下で最大のts _min の2のn乗倍のts' n 又はts _min の整数倍に設定し、
前記分散処理ステップでは、各ノードnのタイムステップts' n の最大値ts' _max まで粒子挙動計算を行なわせ、すべてのノードがts' _max まで計算完了するまでの間、先に計算が終了した領域を担当するノードに対し、計算負荷の大きい他のノードの計算の補助をさせる、
ことを特徴とする粒子挙動解析方法。 - 前記分散処理ステップでは、計算負荷の大きいノードが担当する領域内の粒子を分割し、先に計算が終了した領域を担当するノードにそれぞれ割り当てて計算させる、
ことを特徴とする請求項8に記載の粒子挙動解析方法。 - 前記分散処理ステップでは、前記解析領域を分割して各ノードに割り当てるとともに、ノード間の処理負荷の差に応じて分割した領域の結合又は再分割を行なう、
ことを特徴とする請求項8に記載の粒子挙動解析方法。 - 前記分散処理ステップでは、各ノードが担当する領域のタイムステップに応じて粒子数を変更する、
ことを特徴とする請求項10に記載の粒子挙動解析方法。 - 前記タイムステップ設定ステップでは、各ノードn(但し、ノード数をNとし、n〜1〜Nとする)それぞれの領域A n 内の粒子の最大移動距離から各ノードのタイムステップ変更値ts n を計算し、
前記分散処理ステップでは、隣接する領域A a とA b をそれぞれ担当しているノードa及びノードbのタイムステップ変更値ts a とts b を比較して(但し、a及びbはともに1〜N)、ts a とts b がともに所定の変更値ts _max より大きく且つts a とts b の差が所定値ts _df 未満である場合には、領域A a とA b を1つの領域A a 'として結合し、領域A a を担当していたノードaに当該領域A a 'の計算を担当させるとともに、領域A b を担当していたノードbに対し計算負荷の大きいノードの計算の補助を行なわせ、
前記タイムステップ設定手段は、該結合された領域A a 'におけるタイムステップts a 'はts a とts b のうち小さい方に設定する、
ことを特徴とする請求項11に記載の粒子挙動解析方法。 - 解析領域内に存在する多数の粒子の挙動を個別要素法により計算するための処理を、(N+1)個のノードからなる分散コンピュータを用いて並列計算するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって(但し、Nは正の整数)、前記コンピュータを、
前記の個別要素法による粒子の挙動解析計算を前記の各ノードに分散し、ノード毎に所定のタイムステップで粒子挙動計算を行なわせる分散処理手段、
粒子の移動距離に応じて各ノードのタイムステップを適応的に設定・変更するタイムステップ設定手段、
として機能させ、
前記タイムステップ設定手段は、前記最大移動距離から次ステップのタイムステップ変更値を計算するとともに、算出したタイムステップ変更値を所定の間隔で増減させてN個のタイムステップ変更候補値を求め、前記(N+1)個のノードに対しそれぞれ異なる次ステップのタイムステップ値を与える、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 - 解析領域内に存在する多数の粒子の挙動を個別要素法により計算するための処理を、複数のノードからなる分散コンピュータを用いて並列計算するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータを、
前記解析領域を分割し、分割した解析領域毎の前記の個別要素法による粒子の挙動解析計算を前記の各ノードに分散し、ノード毎に所定のタイムステップで粒子挙動計算を行なわせる分散処理手段、
粒子の移動距離に応じて各ノードのタイムステップを適応的に設定・変更するタイムステップ設定手段、
として機能させ、
前記タイムステップ設定手段は、各ノードn(但し、ノード数をNとし、n=1〜Nとする)の領域内粒子の最大移動距離からノード毎のタイムステップ変更値ts n を計算し、各ノードnのタイムステップ変更値の最小値ts _min を求め、各ノードnのタイムステップ変更値ts n をts n 以下で最大のts _min の2のn乗倍のts' n 又はts _min の整数倍に設定し、
前記分散処理手段は、各ノードnのタイムステップts' n の最大値ts' _max まで粒子挙動計算を行なわせ、すべてのノードがts' _max まで計算完了するまでの間、先に計算が終了した領域を担当するノードに対し、計算負荷の大きい他のノードの計算の補助をさせる、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
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JP2005150796A JP4725189B2 (ja) | 2005-05-24 | 2005-05-24 | 粒子挙動解析装置及び粒子挙動解析方法、並びにコンピュータ・プログラム |
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