2021/03/16 更新

写真a

タカハシ トオル
高橋 徹
TAKAHASHI Toru
所属
大学院工学研究科 機械システム工学専攻 機械理工学 准教授
職名
准教授
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 博士(工学) ( 2002年3月   京都大学 ) 

研究キーワード 2

  1. 計算力学

  2. 応用力学

研究分野 1

  1. 情報通信 / 計算科学

現在の研究課題とSDGs 2

  1. 高速多重極境界積分方程式法の研究

  2. GPUを利用した科学技術計算の高速化

経歴 7

  1. 名古屋大学大学院工学研究科 機械理工学専攻 講師

    2009年10月 - 2015年9月

      詳細を見る

    国名:日本国

  2. 理化学研究所 客員研究員

    2007年5月 - 2016年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

  3. 名古屋大学大学院工学研究科 機械理工学専攻 助教

    2007年4月 - 2009年9月

      詳細を見る

    国名:日本国

  4. 東京大学地震研究所 産学官連携研究員

    2006年4月 - 2007年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

  5. 理化学研究所 基礎科学特別研究員

    2003年4月 - 2006年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

  6. 東洋大学 非常勤講師

    2003年4月 - 2006年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

  7. 理化学研究所 協力研究員

    2002年4月 - 2003年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

▼全件表示

学歴 3

  1. 京都大学   工学研究科   環境地球工学専攻

    1998年4月 - 2002年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

  2. 東京工業大学   理工学研究科   機械物理工学専攻

    1996年4月 - 1998年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

  3. 東京工業大学   工学部   機械物理工学科

    1992年4月 - 1996年3月

      詳細を見る

    国名: 日本国

所属学協会 3

  1. 日本機械学会

  2. 日本物理学会

  3. 日本計算数理工学会   理事

    2010年4月 - 現在

 

論文 73

  1. A robust topology optimization for enlarging working bandwidth of acoustic devices

    Qin Jincheng, Isakari Hiroshi, Taji Kouichi, Takahashi Toru, Matsumoto Toshiro

    INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN ENGINEERING     2021年2月

     詳細を見る

  2. A topology optimisation of composite elastic metamaterial slabs based on the manipulation of far-field behaviours

    Matsushima Kei, Isakari Hiroshi, Takahashi Toru, Matsumoto Toshiro

    STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION   63 巻 ( 1 ) 頁: 231 - 243   2021年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00158-020-02689-y

    Web of Science

  3. A numerical method for elastic wave scattering in multi-layered periodic media based on the scattering matrix and BEM

    Matsushima Kei, Isakari Hiroshi, Takahashi Toru, Matsumoto Toshiro

    MECHANICAL ENGINEERING JOURNAL   8 巻 ( 1 )   2021年

  4. Level-set based topology optimization of transient flow using lattice Boltzmann method considering an oscillating flow condition

    Nguyen Truong, Isakari Hiroshi, Takahashi Toru, Yaji Kentaro, Yoshino Masato, Matsumoto Toshiro

    COMPUTERS & MATHEMATICS WITH APPLICATIONS   80 巻 ( 1 ) 頁: 82 - 108   2020年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.camwa.2020.03.003

    Web of Science

  5. A framework of shape optimisation based on the isogeometric boundary element method toward designing thin-silicon photovoltaic devices

    Takahashi Toru, Yamamoto Tatsuro, Shimba Yuta, Isakari Hiroshi, Matsumoto Toshiro

    ENGINEERING WITH COMPUTERS   35 巻 ( 2 ) 頁: 423 - 449   2019年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00366-018-0606-6

    Web of Science

  6. Parallelization of the inverse fast multipole method with an application to boundary element method 査読有り

    Toru Takahashi, Chao Chen, Eric Darve

    Computer Physics Communications   247 巻   2019年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We present an algorithm to parallelize the inverse fast multipole method (IFMM), which is an approximate direct solver for dense linear systems. The parallel scheme is based on a greedy coloring algorithm, where two nodes in the hierarchy with the same color are separated by at least σ nodes. We proved that when σ ≥ 6, the workload associated with one color is embarrassingly parallel. However, the number of nodes in a group (color) may be small when σ = 6. Therefore, we also explored σ = 3, where a small fraction of the algorithm needs to be serialized, and the overall parallel efficiency was improved. We implemented the parallel IFMM using OpenMP for shared-memory machines. Successively, we applied it to a fast-multipole accelerated boundary element method (FMBEM) as a preconditioner, and compared its efficiency with (a) the original IFMM parallelized by linking a multi-threaded linear algebra library and (b) the commonly used parallel block-diagonal preconditioner. Our results showed that our parallel IFMM achieved at most 4 × and 11 × speedups over the reference method (a) and (b), respectively, in realistic examples involving more than one million variables.

    DOI: 10.1016/j.cpc.2019.106975

  7. A Numerical Method for Computing the Scattering Matrix by the Boundary Element Method with Applications to Phononic Band Analysis

    Matsushima K., Isakari H., Takahashi T., Matsumoto T.

    2019 THIRTEENTH INTERNATIONAL CONGRESS ON ARTIFICIAL MATERIALS FOR NOVEL WAVE PHENOMENA (METAMATERIALS))     頁: 248-250   2019年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  8. 3次元音響問題に関するisogeometric BEMに基づく形状感度解析 査読有り

    高橋徹, 平井哲郎, 佐藤大輔, 飯盛浩司, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   18 巻   頁: 69-74   2018年12月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  9. Application of the inverse fast multipole method as a preconditioner in a 3D Helmholtz boundary element method

    Takahashi Toru, Coulier Pieter, Darve Eric

    JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS   341 巻   頁: 406-428   2017年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcp.2017.04.016

    Web of Science

  10. A level-set-based topology optimisation for acoustic-elastic coupled problems with a fast BEM-FEM solver

    Isakari Hiroshi, Kondo Toyohiro, Takahashi Toru, Matsumoto Toshiro

    COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING   315 巻   頁: 501-521   2017年3月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.cma.2016.11.006

    Web of Science

  11. A level-set-based topology optimisation of carpet cloaking devices with the boundary element method

    Nakamoto Kenta, Isakari Hiroshi, Takahashi Toru, Matsumoto Toshiro

    MECHANICAL ENGINEERING JOURNAL   4 巻 ( 1 )   2017年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/mej.16-00268

    Web of Science

  12. An efficient blocking M2L translation for low-frequency fast multipole method in three dimensions 査読有り

    Toru Takahashi, Yuta Shimba, Hiroshi Isakari, Toshiro Matsumoto

    Computer Physics Communications   202 巻   頁: 151-164   2016年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.cpc.2016.01.008

  13. 2次元音響問題における境界要素法を用いたインピーダンス境界を有する散乱体のトポロジー最適化 査読有り

    花田萌美, 飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   15 巻   頁: 37-42   2015年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  14. Helmholtz方程式の境界値問題に関連する固有値のトポロジー導関数と高速直接境界要素法を用いたその数値計算 査読有り

    飯盛浩司, 北林達也, 高橋徹, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   15 巻   頁: 31-36   2015年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  15. 境界要素法を用いたクローキングデバイスのレベルセット法に基づくトポロジー最適化 査読有り

    中本謙太, 飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   15 巻   頁: 55-60   2015年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  16. Level set-based topology optimization for 2D heat conduction problems using BEM with objective function defined on design-dependent boundary with heat transfer boundary condition 査読有り

    Jing G., Isakari H., Matsumoto T., Yamada T.,Takahashi T.

    Engineering analysis with boundary elements   61 巻   頁: 61-70   2015年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  17. Task-based FMM for heterogeneous architectures 査読有り

    Emmanuel Agullo, Berenger Bramas, Olivier Coulaud, Eric Darve, Matthias Messner, Toru Takahashi

    Concurrency and Computation: Practice and Experience     2015年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/cpe.3723

  18. An interpolation-based fast-multipole accelerated boundary integral equation method for the three-dimensional wave equation 査読有り

    Toru Takahashi

    Journal of Computational Physics   258 巻 ( 1 ) 頁: 809-832   2014年2月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcp.2013.11.008

  19. Task-based FMM for multicore architectures 査読有り

    Emmanuel Agullo, Bérenger Bramas, Olivier Coulaud, Eric Darve, Matthias Messner, Toru Takahashi

    SIAM Journal on Scientific Computing   36 巻 ( 1 ) 頁: C66-C93   2014年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Fast multipole methods (FMM) are a fundamental operation for the simulation of many physical problems. The high-performance design of such methods usually requires to carefully tune the algorithm for both the targeted physics and the hardware. In this paper, we propose a new approach that achieves high performance across architectures. Our method consists of expressing the FMM algorithm as a task flow and employing a state-of-the-art runtime system, StarPU, to process the tasks on the different computing units. We carefully design the task flow, the mathematical operators, their implementations, and scheduling schemes. Potentials and forces on 200 million particles are computed in 42.3 seconds on a homogeneous 160-core SGI Altix UV 100 and good scalability is shown.

    DOI: DOI: 10.1137/130915662

  20. Investigation of finite/infinite unidirectional elastic phononic plates by BEM 査読有り

    Haifeng Gao, Toshiro Matsumoto, Toru Takahashi, Hiroshi Isakari

    Engineering Analysis with Boundary Elements   40 巻   頁: 93-103   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.enganabound.2013.12.003

  21. A topology optimisation for three-dimensional acoustics with the level set method and the fast multipole boundary element method 査読有り

    Hiroshi Isakari, Kohei Kuriyama, Shinya Harada, Takayuki Yamada, Toru Takahashi, Toshiro Matsumoto

    Mechanical Engineering Journal   1 巻 ( 4 )   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/mej.2014cm0039

  22. A topology optimisation for three-dimensional acoustics with the level set method and the fast multipole boundary element method 査読有り

    Hiroshi Isakari, Kohei Kuriyama, Shinya Harada, Takayuki Yamada, Toru Takahashi and Toshiro Matsumoto

    Mechanical Engineering Journa   1 巻 ( 4 ) 頁: CM0039   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  23. Topological sensitivity of objective function defined on morphing boundaries of two dimensional heat conduction problems 査読有り

    Jing G., Isakari H., Matsumoto T., Takahashi T., Yamada T.

    WIT Transactions on Modelling and Simulation   57 巻   頁: 3-11   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  24. Level Set-Based Topology Optimization of Two Dimensional Heat Conduction Problems using the Boundary Element Method 査読有り

    Jing G, Isakari H., Matsumoto T. Takahashi T. Yamada T

    Proceedings of the Twelfth International Conference on Computational Structures Technology     頁: -   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  25. 3次元音響問題におけるレベルセット法と高速多重極境界要素法に基づくインピーダンス境界を有する散乱体のトポロジー最適化 査読有り

    近藤豊大, 飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   14 巻   頁: 19-24   2014年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  26. Topology optimization for 2D heat conduction problems using boundary element method and level set method 査読有り

    Guoxian JING, Toshiro MATSUMOTO, Toru TAKAHASHI, Hiroshi ISAKARI, Takayuki YAMADA

    Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering   13 巻   頁: 91-96   2013年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  27. 3次元電磁波動問題における境界要素法を用いたトポロジー感度解析とそのレベルセット法に基づく構造最適化への応用について 査読有り

    興梠洋一, 飯盛浩司, 高橋徹, 山田崇恭, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   13 巻   頁: 55-60   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  28. A study on eigensolutions of 2D elastic problem by using BEM and FEM 査読有り

    Haifeng GAO, Toru TAKAHASHI, Hiroshi ISAKARI, Toshiro MATSUMOTO

    Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering   13 巻   頁: 49-54   2013年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  29. レベルセット法と境界要素法を用いた二次元電磁波動問題におけるトポロジー最適化について 査読有り

    阿部史昌, 飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   13 巻   頁: 37-42   2013年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  30. Analysis of band structure for 2D acoustic phononic structure by BEM and the block SS method 査読有り

    H. F. Gao, T. Matsumoto, T. Takahashi, H. Isakari

    Computer Modeling in Engineering and Sciences   90 巻 ( 4 ) 頁: 283-301   2013年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  31. Eigenvalue analysis for acoustic problem in 3D by boundary element method with the block SakuraiSugiura method 査読有り

    Gao H. F., Matsumoto T., Takahashi T., Isakari H.

    Engineering Analysis with Boundary Elements   37 巻   頁: 914-923   2013年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  32. An application of fast multipole method to isogeometric boundary element method for Laplace equation in two dimensions 査読有り

    Toru Takahashi, Toshiro Matsumoto

    Engineering Analysis with Boundary Elements   36 巻 ( 12 ) 頁: 1766-1775   2012年12月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.enganabound.2012.06.004

  33. Beaming of inplane elastic waves through a subwavelength channel with periodic corrugations 査読有り

    Toru Takahashi, Kouhei Kuriyama, Toshiro Matsumoto

    Applied Physics Letters   101 巻 ( 12 ) 頁: 124101   2012年9月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We present an evidence of the beaming phenomenon regarding inplane elastic waves in the context of the enhanced acoustical transmission. Our simulations found emission of a long-range beam through a single subwavelength channel surrounded by periodic structures. The space-time spectral analysis of the inplane displacement field revealed that Rayleigh surface waves principally mediate the energy transmission that leads to the formation of beams. Consequently, we suggest a resonance condition for the beaming in terms of the ratio of the wavelength to the period of the structures. Our findings will be expected to foster the application to ultrasonic devices.

    DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.4753801

  34. A wideband fast multipole accelerated boundary integral equation method for time-harmonic elastodynamics in two dimensions 査読有り

    Toru Takahashi

    International Journal for Numerical Methods in Engineering   91 巻 ( 5 ) 頁: 531-551   2012年8月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/nme.4288

  35. Optimization of the parallel black-box fast multipole method on CUDA 査読有り

    Toru Takahashi, Cris Cecka, Eric Darve

    Innovative Parallel Computing (InPar), 2012     頁: 1-14   2012年5月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/InPar.2012.6339607

  36. Optimizing the multipole-to-local operator in the fast multipole method for graphical processing units 査読有り

    Toru Takahashi, Cris Cecka, William Fong, Eric Darve

    International Journal for Numerical Methods in Engineering   89 巻 ( 1 ) 頁: 105-133   2012年1月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/nme.3240

  37. 誘電体ランダム配置系におけるレーザ発振の系内電場強度依存性に関する研究 査読有り

    藤井雅留太, 松本敏郎, 高橋徹, 山田崇恭, 植田毅

    電気学会論文誌C   132 巻 ( 1 ) 頁: 89-95   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  38. 三次元境界要素法を用いたレベルセット法に基づくトポロジー最適化 査読有り

    志知晋一郎, 山田崇恭, 鈴木皓久, 松本敏郎, 高橋徹

    日本機械学会論文集(C編)   78 巻 ( 785 ) 頁: 228-239   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  39. レベルセット法に基づく境界要素法を用いた定常動弾性問題のトポロジー最適化 査読有り

    志知晋一郎, 山田崇恭, 松本敏郎, 高橋徹

    計算数理工学論文集   12 巻   頁: No.01-121212   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  40. Study on transition from photonic-crystal laser to random laser 査読有り

    G. Fujii, T. Matsumoto, T. Takahashi, T. Ueta

    Optics Express   20 巻 ( 7 ) 頁: 7300-7315   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  41. A study on the effect of filling factor for laser action in dielectric random media 査読有り

    G. Fujii, T. Matsumoto, T. Takahashi, T. Ueta

    Appl. Phys. A   107 巻 ( 1 ) 頁: 35-42   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  42. 3D acoustic shape sensitivity analysis using fast multipole boundary element method 査読有り

    C.J. Zheng, H.B. Chen, T. Matsumoto, T. Takahashi

    International Journal of Computational Methods   9 巻 ( 1 ) 頁: 1240004-1-1240004-11   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  43. A wideband fast multipole boundary element method for three dimensional acoustic shape sensitivity analysis based on direct differentiation method 査読有り

    Changjun Zheng, Toshiro Matsumoto, Toru Takahashi, Haibo Chen

    Engineering Analysis with Boundary Elements   36 巻   頁: 361-371   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  44. Finite element analysis of laser modes within photonic random media 査読有り

    G. Fujii, T. Matsumoto, T. Takahashi, T. Ueta

    Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics   45 巻 ( 085404 )   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/0953-4075/45/8/085404

  45. Analysis of acoustic transmission for one directional periodic bounded structure in 2D by BEM 査読有り

    GAO Haifeng, MATSUMOTO Toshiro, TAKAHASHI Toru, ISAKARI Hiroshi

    Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering   12 巻   頁: 67-72   2012年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  46. The fast multipole method on parallel clusters, multicore processors, and graphics processing units 査読有り

    Eric Darve, Cris Cecka, Toru Takahashi

    Comptes Rendus Mecanique   339 巻   頁: 185-193   2011年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.crme.2010.12.005

  47. Eigenvalue analysis for 2D acoustic problem by BEM with SS method 査読有り

    Haifeng Gao, Toshiro Matsumoto, Toru Takahashi, Takayuki Yamada

    Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering   11 巻   頁: 107-110   2011年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  48. レベルセット法に基づく三次元要素生成法と設計変数依存型境界条件を考慮したトポロジー最適化法 査読有り

    山田崇恭, 鈴木皓久, 松本敏郎, 高橋徹

    日本計算工学会論文集     頁: Paper No.19980099   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  49. Acoustic design shape and topology sensitivity formulations based on adjoint method and BEM 査読有り

    Toshiro Matsumoto, Takayuki Yamada, Toru Takahashi, C.J. Zheng, Shinya Harada

    Computer Modeling in Engineering and Sciences   78 巻 ( 2 ) 頁: 78-94   2011年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  50. Three dimensional acoustic shape sensitivity analysis by means of adjoint variable method and fast multipole boundary element approach 査読有り

    C.J. Zheng, H.B. Chen, T. Matsumoto, T. Takahashi

    Computer Modeling in Engineering and Sciences   79 巻 ( 1 ) 頁: 1-29   2011年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  51. Explicit evaluation of hypersingular boundary integral equations for acoustic sensitivity analysis based on direct differentiation method 査読有り

    Changjun Zheng, Toshiro Matsumoto, Toru Takahashi, Haibo Chen

    Engineering Analysis with Boundary Elements   35 巻   頁: 1225-1235   2011年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  52. 不規則にdangling bondを含む誘電体ハニカム型ボンド構造内でのレーザ発振現象の有限要素解析 査読有り

    藤井雅留太, 松田仁, 松本敏郎, 高橋徹, 山田崇恭, 植田毅

    計算数理工学論文集   11 巻   頁: 89-94   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  53. 三次元音響問題における直接微分法に基づく形状感度解析法の定式化 査読有り

    Changjun Zheng, 松本 敏郎, 高橋 徹, Haibo Chen

    日本機械学会論文集 (C編)   76 巻 ( 771 ) 頁: 2899-2908   2010年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  54. Explicit evaluation of hypersingular boundary integral equation for 3-D Helmholtz equation discretized with constant triangular element 査読有り

    Toshiro Matsumoto, Changjun Zheng, Shinya Harada, Toru Takahashi

    Journal of Computational Science and Technology   4 巻 ( 3 ) 頁: 194-206   2010年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  55. A study on optical properties of photonic crystals consisting of hollow rods

    G. Fujii, T. Matsumoto, T. Takahashi, T. Ueta

    IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering   10 巻 ( 1 )   2010年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    DOI: 10.1088/1757-899X/10/1/012072

  56. 誘電体ランダム配置系におけるレーザ発振の有限要素解析 査読有り

    藤井雅留太, 松本敏郎, 高橋徹, 植田毅

    計算数理工学論文集   10 巻   頁: 117-122   2010年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  57. GPUによる境界要素法の高速計算 招待有り 査読有り

    高橋徹

    シミュレーション   28 巻 ( 3 ) 頁: 23-28   2009年9月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  58. GPU-accelerated boundary element method for Helmholtz' equation in three dimensions 査読有り

    Toru Takahashi, Tsuyoshi Hamada

    International Journal for Numerical Methods in Engineering   80 巻 ( 10 ) 頁: 1295 - 1321   2009年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Recently, the application of graphics processing units (GPUs) to scientific computations is attracting a great deal of attention, because GPUs are getting faster and more programmable. In particular, NVIDIA's GPUs called compute unified device architecture enable highly mutlithreaded parallel computing for non-graphic applications. This paper proposes a novel way to accelerate the boundary element method (BEM) for three-dimensional Helmholtz' equation using CUDA. Adopting the techniques for the data caching and the double-single precision floating-point arithmetic, we implemented a GPU-accelerated BEM program for GeForce 8-series GPUs. The program performed 6-23 times faster than a normal BEM program, which was optimized for an Intel's quad-core CPU, for a series of boundary value problems with 8000-128000 unknowns, and it sustained a performance of 167 Gflop/s for the largest problem (1 058 000 unknowns). The accuracy of our BEM program was almost the same as that of the regular BEM program using the double precision floating-point arithmetic. In addition, our BEM was applicable to solve realistic problems. In conclusion, the present GPU-accelerated BEM works rapidly and precisely for solving large-scale boundary value problems for Helmholtz' equation.

  59. 境界要素法を用いた弾性体感度解析における随伴変数法の適用 査読有り

    柴田健士朗, 高橋徹, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   9 巻   頁: 37-42   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  60. 連立Poission方程式の基本解を用いた境界要素法と基本解への代表寸法の導入 査読有り

    内藤孝広, 高橋徹, 谷口智, 松本敏郎

    計算数理工学論文集   7 巻 ( 2 ) 頁: 313-318   2008年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  61. A hardware acceleration of the time domain boundary integral equation method for the wave equation in two dimensions

    T. Takahashi, T. Ebisuzaki, K. Koketsu

    Engineering Analysis with Boundary Elements   31 巻   頁: 95-102   2007年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We aimed at reducing the runtime of the time domain boundary integral equation method (TDBIEM) for the two-dimensional scalar wave equation by the help of a special-purpose computer MDGRAPE-2, which is a high-performance vector-parallel computer dedicated to computing long-range forces in classical molecular dynamics simulations. To this end, we presented a formulation to make MDGRAPE-2 compute the layer potential that is the most time-consuming in a run of the TDBIEM, considering to minimise the amount of data-transfer between MDGRAPE-2 and the host computer. The newly implemented TDBIEM code using three MDGRAPE-2s boards was about 109 times faster than the conventional code in an analysis of 5400 boundary elements and 640 time steps. We also demonstrated that the present hardware acceleration helps to perform large-scale simulations such as light propagation in photonic crystals.

  62. A fast boundary integral equation method for elastodynamics in time domain and its parallelisation 査読有り

    Yoshinori Otani, Toru Takahashi, Naoshi Nishimura

    Boundary Element Analysis: Mathematical Aspects and Applications, Lecture Notes in Applied and Computational Mechanics (M. Schanz and O. Steinbach eds.), Springer   29 巻   頁: 161-185   2007年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  63. Accelerating boundary integral equation method using a special-purpose computer 査読有り

    T. Takahashi, A. Kawai, T. Ebisuzaki

    International Journal for Numerical Methods in Engineering   66 巻   頁: 529-548   2006年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We present a new solution to accelerate the boundary integral equation method (BIEM). The calculation time of the BIEM is dominated by the evaluation of the layer potential in the boundary integral equation. We performed this task using MDGRAPE-2, a special -purpose computer designed for molecular dynamics simulations. MDGRAPE-2 calculates pairwise interactions among particles (e.g. atoms and ions) using hardwired-pipeline processors. We combined this hardware with an iterative solver. During the iteration process, MDGRAPE-2 evaluates the layer potential. The rest of the calculation is performed on a conventional PC connected to MDGRAPE-2. We applied this solution to the Laplace and Helmholtz equations in three dimensions. Numerical tests showed that BIEM is accelerated by a factor of 10-100. Our rather naive Solution has a calculation cost of O(N-2 x N-iter), where N is the number of unknowns and Nitr is the number of iterations.

  64. 3次元電磁波散乱問題に対するモーメント法のハードウェアアクセラレーション 査読有り

    高橋徹, 戎崎俊一

    日本情報処理学会論文誌コンピューティングシステム   14 巻   頁: 172-182   2005年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  65. A fast boundary element method for the analysis of fiber-reinforced composites based on a rigid-inclusion model 査読有り

    Y.J. Liu, N. Nishimura, Y. Otani, T. Takahashi, X.L. Chen, H. Munakata

    Journal of Applied Mechanics - Transactions of the ASME   72 巻   頁: 115-128   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  66. 専用計算機による3次元静弾性問題に対する境界積分方程式法の高速計算 査読有り

    高橋徹, 戎崎俊一

    日本機械学会論文集 (A編)   71 巻   頁: 1620-1625   2005年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaia.71.1620

  67. 改良円錐孔底法による地山応力測定 査読有り

    小林昭一, 高橋徹, 吉川太, 吉田次男

    材料   52 巻 ( 5 ) 頁: 500-504   2003年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  68. A fast BIEM for three-dimensional elastodynamics in time domain, Engineering Analysis with Boundary Elements 査読有り

    T. Takahashi, N. Nishimura, S. Kobayashi

    Engineering Analysis with Boundary Elements   27 巻   頁: 491-506   2003年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A fast boundary integral equation method for three-dimensional (313) elastodynamics in time domain is proposed. We discuss in detail the plane wave time domain (PWTD) algorithm in 3D elastodynamics, whose complexity is O(N-s log(2)N(s)N(t)) or O((NsNt)-N-3/2), depending on the choice of the algorithms for the Legendre transform, where N-s and N-t are the spatial and temporal degrees of freedom, respectively. An O((NsNt)-N-3/2) implementation is made, whose efficiency is demonstrated in problems of the size of N-s = O(10(4)).

  69. 2次元時間域動弾性問題に対する高速境界積分方程式法 査読有り

    高橋徹, 西村直志, 小林昭一

    日本機械学会論文集 (A編)   67 巻 ( 661 ) 頁: 1409-1416   2001年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaia.67.1409

  70. 多重極積分方程式法による3次元定常Stokes流の解析 査読有り

    高橋徹, 浪江雅幸, 西村直志, 小林昭一

    BTEC論文集   10 巻   頁: 1-4   2000年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  71. パネルクラスタリング積分方程式法による二次元拡散方程式の高速解法 査読有り

    高橋徹, 西村直志, 小林昭一

    日本機械学会論文集 (A編)   66 巻 ( 647 ) 頁: 1268-1273   2000年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaia.66.1268

  72. 改良型円錐孔底応力解放法への多重極積分方程式法の適用 査読有り

    高橋徹, 小林昭一, 西村直志

    境界要素法論文集   15 巻   頁: 105-110   1998年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  73. 境界要素法による長大な埋設構造物のガルバニック腐食解析 --- 土壌の電気伝導率がゆるやかに変化する場合 査読有り

    青木繁, 高橋徹, 浦郷正隆, 天谷賢治, 西川明伸

    材料   46 巻 ( 2 ) 頁: 170-175   1997年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.46.170

▼全件表示

講演・口頭発表等 37

  1. 境界要素法の高速化

    高橋徹

    日本学術会議 第4回計算力学シンポジウム 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年12月1日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:日本学術会議事堂   国名:日本国  

  2. 境界要素法とレベルセット法を 用いた2次元電磁波動問題におけ る多目的トポロジー最適化

    北林達也, 飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎

    日本機械学会 第27回計算力学講演会(CMD2014) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年11月22日 - 2014年11月24日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岩手大学   国名:日本国  

  3. 高速直接境界要素法を用いた2次元電磁波動問題のトポロジー感度解析について

    飯盛浩司, 高橋徹, 松本敏郎

    日本機械学会 第27回計算力学講演会(CMD2014) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年11月22日 - 2014年11月24日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岩手大学   国名:日本国  

  4. 2次元境界要素法に関する高速多重極型直接解法の実装と性能評価

    高橋徹, 飯盛浩司, 松本敏郎

    日本機械学会 第27回計算力学講演会(CMD2014) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年11月22日 - 2014年11月24日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岩手大学   国名:日本国  

  5. 格子ボルツマン法による3次元流れ場のトポロジー最適化

    原 彰宏, 松本敏郎, 山田崇恭, 高橋徹, 飯盛浩司

    日本機械学会 第27回計算力学講演会(CMD2014) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年11月22日 - 2014年11月24日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岩手大学   国名:日本国  

  6. GPU統合型CPUを用いた二次元ヘルムホルツ方程式に対する境界要素法の高速化

    大澤尚希, 高橋徹, 吉田翔太, 飯盛 浩司, 松本敏郎

    日本機械学会 第27回計算力学講演会(CMD2014) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年11月22日 - 2014年11月24日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岩手大学   国名:日本国  

  7. 波動問題のBurton-Miller型積分方程式に関するアイソジオメト リック境界要素法の開発

    榛 葉祐太, 高橋徹, 林慎 一, 坂部遥輝, 飯盛浩司, 松本敏郎

    日本機械学会 第27回計算力学講演会(CMD2014) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2014年11月22日 - 2014年11月24日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岩手大学   国名:日本国  

  8. An interpolation-based fast multipole boundary integral equation method for wave equation 国際会議

    Toru Takahashi

    12th U.S. National Congress on Computational Mechanics (USNCCM12) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2013年7月22日 - 2013年7月25日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:アメリカ合衆国  

    From the mathematical and numerical viewpoint, the enhancement of the fast multipole method (FMM; Greengard et al, 1987) to time-dependent problems is an interesting and challenging topic in the research field of the boundary integral equation method (BIEM). However, as far as I know, there have been only several works regarding the FMM in time domain, e.g., Strain 1994, Ergin et al 1998, Shanker et al 2003, Takahashi et al 2003, and Tausch 2007. Following these studies, this study purposes to develop a new fast time-domain boundary integral equation method (TDBIEM) for wave equation in three dimensions. The present method is based on the interpolation of the time-dependent Green's function to re-express the function in the form of separation of variables. This enables to construct a time-domain variant of the FMM. The computational complexity of the resulting TDBIEM is estimated to O(N^1.33*M), while that of the conventional TDBIEM is O(N^2*M), where N and M denote the spatial and temporal degrees of freedom, respectively. In this talk, I will mention the theoretical and numerical aspects of the fast method. Acknowledgement: This work was supported by JSPS KAKENHI Grant Number 24656072.

  9. A time-domain BIEM for Wave Equation accelereted by Fast Multipole Method using Interpolation 国際会議

    Toru Takahashi

    The 11th International Conference on Mathematical and Numerical Aspects of Waves (Waves 2013) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2013年6月3日 - 2013年6月7日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:チュニジア共和国  

  10. Task-based Parallelization of the Fast Multipole Method on NVIDIA GPUs and Multicore Processors 国際会議

    Emmanuel Agullo, Bérenger Bramas, Olivier Coulaud, Matthias Messner, Eric Darve, Toru Takahashi

    GPU Technology Conference (GTC) 2013 

     詳細を見る

    開催年月日: 2013年3月18日 - 2013年3月21日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:アメリカ合衆国  

    Learn about the fast multipole method (FMM) and its optimization on NVIDIA GPUs. The FMM is a well-known algorithm with a variety of applications in areas like galaxy simulation, electrostatic potential calculations, boundary element methods, integral equations, dislocations dynamics, etc. The FMM offers several difficulties when running on parallel heterogeneous platforms such as multicore processors with GPUs. Some parts of the calculation suffer from limited concurrency, and load-balancing can be very uneven for certain distributions of particles. We will present a new API and runtime system, called StarPU, that allows expressing a calculation as a graph of tasks, with dependencies, and contains a runtime system that can optimally schedule those tasks on a parallel machine. StarPU supports conventional multicore processors as well as NVIDIA GPUs.

  11. An Interpolation-based Fast Multipole Boundary Integral Equation Method for Wave Equation

    Toru Takahashi

    第62回理論応用力学講演会(NCTAM2013) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2013年3月6日 - 2013年3月8日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京工業大学大岡山キャンパス   国名:日本国  

  12. Pipelining the Fast Multipole Method over a Runtime System 国際会議

    Emmanuel Agullo, Berenger Bramas, Olivier Coulaud, Eric F. Darve, Matthias Messner, Toru Takahashi

    SIAM Conference on Computational Science and Engineering 

     詳細を見る

    開催年月日: 2013年2月25日 - 2013年3月1日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:アメリカ合衆国  

    Fast multipole methods (FMM) usually require a careful
    tuning of the algorithm for both the targeted physics and
    the hardware. In this talk, we propose a new approach
    that achieves high performance across architectures. We
    express the FMM algorithm as a task flow and employ a
    runtime system to process the tasks on the different processing
    units. We carefully design the task flow, the mathematical
    operators, their CPU and GPU implementations
    and their schedule.

  13. An FMM for Isogeometric BEM for Potential Problems in 2D

    Toru Takahashi, Yuya Nakai, Toshiro Matsumoto

    JSME 25th Computational Mechanics Conference 

     詳細を見る

    開催年月日: 2012年10月6日 - 2012年10月9日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  14. 大規模音響問題における高速 多重極アイソジオメトリック境界要素法の開発

    林慎一,高橋徹,松本敏郎

    日本機械学 会計算力学講演会講演論文集 

     詳細を見る

    開催年月日: 2012年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸   国名:日本国  

  15. An acceleration of multipole-to-local operation for low-frequency fast multipole BIEM with GPU 国際会議

    Toru Takahashi, Cris Cecka, Eric Darve

    Symposium of the International Association for Boundary Element Methods (IABEM) 2011 

     詳細を見る

    開催年月日: 2011年9月5日 - 2011年9月8日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:オーストリア共和国  

  16. An implementation of multipole-to-local (M2L) operation for low-frequency fast multipole BIEM on GPU 国際会議

    Toru Takahashi, Cris Cecka, Eric Darve

    11th US National Congress on Computational Mechanics 

     詳細を見る

    開催年月日: 2011年7月25日 - 2011年7月28日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:アメリカ合衆国  

  17. Helmholtz方程式に対する低周波高速多重極境界積分方程式法のGPUへの実装

    Toru Takahashi, Cris Cecka, Eric Darve

    日本機械学会第23回計算力学講演会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2010年9月23日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  18. An acceleration of the black-box fast multipole method with GPU

    2nd International Workshops on Advances in Computational Mechanics 

     詳細を見る

    開催年月日: 2010年3月31日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  19. 境界要素法におけるGPUの活用例

    高橋徹

    第17回 計算数理工学フォーラム 

     詳細を見る

    開催年月日: 2009年9月25日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  20. The black-box fast multipole method on graphical processing units 国際会議

    10th US National Congress on Computational Mechanics 

     詳細を見る

    開催年月日: 2009年7月15日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  21. Running BEM for wave problems on GPU

     詳細を見る

    開催年月日: 2009年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  22. GPUによる境界要素法の高速化

    高橋徹、濱田毅

    日本機械学会第21回計算力学講演会 

     詳細を見る

    開催年月日: 2008年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  23. HPC of boundary element method with GPU 国際会議

    International Supercompter Conference 2008 

     詳細を見る

    開催年月日: 2008年6月17日

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  24. Hardware Acceleration for Boundary Element Methods 国際会議

    Toru Takahashi

    Harvard/Riken GPGPU Symposium 2008 

     詳細を見る

    開催年月日: 2008年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  25. An acceleration of time-domain BIEM for elastodynamic crack problems 国際会議

    Ninth U.S. National Congress on Computational Mechanics 

     詳細を見る

    開催年月日: 2007年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  26. A fast time domain BIEM for elastodynamic crack problems in 3D 国際会議

    International Conference on Computational Methods (ICCM2007) 

     詳細を見る

    開催年月日: 2007年4月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  27. A fast boundary integral equation method for elastodynamics in time domain and its parallelisation 国際会議

    International Association for Boundary Element Methods 2006 Conference 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年7月

    記述言語:英語  

  28. GPGPU for BEM 国際会議

    International Association for Boundary Element Methods 2006 Conference 

     詳細を見る

    開催年月日: 2006年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  29. An acceleration of fast boundary integral equation method using a special-purpose computer 国際会議

    Eighth U.S. National Congress on Computational Mechanics 

     詳細を見る

    開催年月日: 2005年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  30. A time domain fast boundary integral equation method for 3D elastodynamics 国際会議

    The Institute of Mathematics and its Applications 3rd International Conference on Boundary Integral Methods: Theory and Applications & Interdisciplinary Workshop on Developments in Boundary Element Methods for Acoustics and Electromagnetics 

     詳細を見る

    開催年月日: 2004年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  31. Fast computing of boundary integral equation method by a special-purpose computer 国際会議

    Fast Multipole Method, Tree-Code and Related Approximated Algorithms --Trading Exactness and Efficiency-- 

     詳細を見る

    開催年月日: 2004年4月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  32. Fast computing of boundary element method by using MDGRAPE-2 国際会議

    Joint RIKEN-INST Seminar on Application of Fast Computing Methods in Physics, 

     詳細を見る

    開催年月日: 2003年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  33. Application of the special-purpose computer MDGRAPE-2 to the boundary integral equation methods for Helmholtz equation and elastostatics, 国際会議

    The eighth International Symposium on Simulation Science --New Methodology of Science in the 21st Century-- 

     詳細を見る

    開催年月日: 2003年3月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  34. A time domain fast multipole boundary integral equation method for elastodynamics 国際会議

    Sixth U.S. National Congress on Computational Mechanics 

     詳細を見る

    開催年月日: 2001年8月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  35. Improved conical-end borehole method 国際会議

    European Rock Mechanics Symposium (EUROCK) 2001 

     詳細を見る

    開催年月日: 2001年1月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  36. Applications of fast multipole boundary integral equation methods in crack problems 国際会議

    36th Annual Technical Meeting Society of Engineering Science 

     詳細を見る

    開催年月日: 1999年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  37. B.E. analysis of galvanic corrosion of long structure buried in soil with gradient electrical conductivity 国際会議

    Boundary Element XIX 

     詳細を見る

    開催年月日: 1997年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

▼全件表示

科研費 9

  1. 局所共振現象を取り入れた弾性波動・電磁メタマテリアル構造の創成

    研究課題/研究課題番号:19H00740  2019年04月 - 2024年03月

    松本 敏郎

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

    本研究ではトポロジー最適化を用いて、局所共振現象を組み込んだ新しい特性を有するメタマテリアルの創成を試みる。多材料からなる単位構造の周期構造に対し、波動問題の解析手法として適した境界要素法を用い、周期構造の解析に必要な高速化を行い、多材料に対するトポロジー最適化アルゴリズムや新しい形状表現法を開発する。これらを基に局所共振弾性波動・電磁メタマテリアルのトポロジー最適化法を開発し、弾性波ダイオード、波動変換、クローキングデバイス等のメタマテリアルを創成する。

  2. アイソジオメトリック境界要素法によるプラズモニクス用3次元形状最適化システム

    2018年04月 - 現在

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  3. アイソジオメトリック境界要素法によるプラズモニクス用3次元形状最適化システム

    研究課題/研究課題番号:18K11335  2018年04月 - 2021年03月

    高橋 徹

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    研究内容:本年度は3次元音饗問題に対するアイソジオメトリック境界要素法に関する形状最適化システムの構築およびプログラム開発を行った。具体的には、定点における音圧を最大化もしくは最小化することを目的として、与えた物体(散乱体)の形状を自動更新可能なシステムである。定式化自体は従来から知られているが、アイソジオメトリック境界要素法と関連付けた研究は本研究が初めてである(2次元問題に関しては研究代表者のグループによって研究がなされている)。これは前年度に開発した当該アイソジオメトリック境界要素法およびそれを用いた形状感度解析手法の拡張であり、非線形計画問題用ソルバであるオープンソフトウェアIpopt(主双対内点法に属する手法)における目的関数およびその勾配を計算するルーチンを具体的に作成した。続いて、厳密解が存在するような問題を設定し、本形状最適化手法によって得られた数値解が厳密解によく一致することを示し、本手法の妥当性を示した。そこでより現実的な最適化問題(複数あるいは複雑形状の散乱体など)を設定・解析したところ、主双対内点法は膨大な反復を必要とする傾向があることがわかった。これを解決するために、(勾配に基づく)非線形最適化手法としてMMA(Method of Moving Asymptotes)やSLSQP(sequential quadratic programming)(これらはオープンソフトウェアNLoptとして実装されているものを利用した)を試したところ、SLSQPは主双対内点法よりも速く収束する傾向が見られ、SLSQPが有望であるとの結論に至った。
    意義と重要:本年度に実施した音響問題に関する形状最適化の研究は、本研究が目的とする「3次元電磁波動問題に関する形状最適化システム」の基礎となる意義があるばかりでなく、音響問題に応用可能である意味でも重要である。
    研究当初に利用していた非線形最適化問題用ソルバー(Ippot)が膨大な反復回数を要することから、3次元音響問題用形状最適化プログラムの開発と検証に大半の時間を割いてしまい、ソルバーの変更とその妥当性の検証に終始してしまったことが理由である。
    次年度の目標は3次元電磁波動問題用形状最適化システムの構築を行い、薄型太陽電池の製作に寄与する知見を数値シミュレーションによって得ることである。基本的には、H30年度に開発した3次元2周期電磁波動散乱問題用アイソジオメトリック境界要素法を、R1年度に開発した3次元音響問題用形状最適化システムの3次元音響問題用アイソジオメトリック境界要素法に置き換えることである。定量的妥当性が担保できるような問題設定を行う必要があるため、2次元問題と比較可能な3次元1周期問題から取り組む。その後、3次元2周期問題へと発展し、数値シミュレーションを実施する。

  4. 波動問題における時間域境界積分法の安定性に関する研究

    研究課題/研究課題番号:18H03251  2018年04月 - 2021年03月

    西村 直志

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

    本年度は,2次元波動方程式において,昨年度開発した円形領域の場合の安定性解析の手法を一般の境界形状に拡張した.具体的な内容は次のようである.周波数域の安定性解析は,周波数域の積分方程式(すなわちHelmholtz方程式の積分方程式)において,核関数を,Helmholtz方程式の基本解と時間方向の基底関数のFourier変換の積の項からなる無限級数に置き換えて,得られた積分方程式の固有値を求める問題に帰着される.この方法が実用的であるか否かは,無限級数の計算を効率よく行う方法が得られるかどうかにかかっている.本研究では引数(2点間の距離)に関する表を作成して,これを補間することによって解析効率を確保した.また,核関数の特異性の強さは対応する周波数域の積分方程式のそれと同じであることを示し,特異性の係数を陽に決定した.固有値の決定にはSakurai-Sugiura法を用いた.円形領域の場合について従来の解析と比較して精度を検証した上で,一般的な形状に関する時間域積分方程式の安定性について検討した.扱った問題は外部Dirichlet問題,およびtransmission問題である.この結果,円形領域で安定と結論された定式化は,検討した境界形状においてはいずれも安定であることがわかった.さらに,3次元外部問題において,spline補間に基づいた高速解法を定式化し,数値実験を行った.この結果,Burton-Miller型の定式化が,優れた安定性を有していることが結論された.なお,前年度の研究成果をまとめた論文が,Engineering Analysis with Boundary Elements誌に掲載された.
    2次元の一般形状に関する研究がほぼ予想通りに順調にすすみ,一定の成果を得ることができた.また,3次元高速解法についても数値計算を始めることができ,ほぼ理論的な予想が裏付けられる結果となった.さらには,前年度の研究成果が海外の一流誌に掲載され,成果の公表も着実に進んでいる.以上のことから,想定以上の進展があったとまでは言えないが,研究はほぼ順調に進んでいると判断される.
    次年度は,本年度に確立した任意形状の場合の2次元波動方程式の積分方程式に対する安定性の判定方法を2次元弾性体に拡張する.特に,級数で書かれる積分核の高速計算法が,波動方程式より複雑になることが予想されるので,効率の良い算法を検討する.円形領域の場合の研究では,弾性体と波動方程式の場合とで安定性の結果に幾分違いがあることがわかっており,同様の結果が任意形状の場合にも成り立つのか数値的に検討する.対象としては外部問題,及びtransmission問題を扱う.次に,任意の領域形状に対する同様な安定性の検討を3次元波動方程式に拡張し,提案する周波数域の安定性解析と,従来から行われている時間域の安定性解析にSakurai Sugiura 法を用いた方法を比較検討して,周波数域の安定性解析の精度や効率について研究する.これらの検討によって,理論的に安定性が保証された定式化について高速解法(補間法及び ACA 法)と時空法のそれぞれの実装を行い,性能評価を行う.さらにPWTD法への適用についてもその実現可能性を検討する.対象は3次元外部問題とし,transmission 問題への適用も検討する.さらに余裕があれば弾性体やMaxwell方程式への拡張についても検討する.最後に,2次元問題において,時間方向の基底関数の選択が特性根の虚部の符号に及ぼす影響について,数値的に確認された挙動が理論的に証明できるか検討をおこなう.

  5. 薄型シリコン太陽電池の高効率化に向けた高速・高精度な形状最適化システムの開発

    2015年04月 - 2018年03月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    高橋徹

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  6. 薄型シリコン太陽電池の高効率化に向けた高速・高精度な形状最適設計システムの開発

    研究課題/研究課題番号:15K06683  2015年04月 - 2018年03月

    高橋 徹

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    本研究は2次元Helmholtz方程式に関する2次元1周期多層構造系に対するアイソジオメトリック境界要素法を提案し、それと随伴変数法および準ニュートン法に基づく形状最適化システムを構築した。本システムにより高効率な薄型シリコン太陽電池を設計できる。四層モデル(空気/シリコン/銀/空気)のシリコン層における相対エネルギー吸収率の最大化を目的とした最適化においては、入射エネルギーの67%を吸収可能な形状が得られることを示した。公開した解析プログラムと併せて、本成果は今後のプラズモニックデバイスの開発に有意義である。一方で、3次元問題に対する研究成果も得られ、後続研究(平成30年度~)に活用できる。

  7. 非定常問題に対する時間域境界要素法の高速アルゴリズムの開発と応用

    2012年04月 - 2014年03月

    科学研究費補助金 

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  8. 波動問題に対する高速多重極積分方程式法のGPUを利用した並列計算手法の開発

    2010年04月 - 2012年03月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    高橋 徹

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

  9. 境界要素法の高速化のための専用計算機の援用と開発に関する研究

    2003年04月 - 2005年03月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者 

▼全件表示

 

担当経験のある科目 (本学) 45

  1. 機械・航空工学科実験第二

    2018

  2. 機械・航空工学科実験第一

    2018

  3. 工場見学

    2018

  4. 工場実習

    2018

  5. 基礎セミナーA

    2018

  6. 計算物理学特論

    2018

  7. 機械・航空工学設計製図第2

    2018

  8. 線形代数学Ⅱ

    2017

  9. 機械・航空工学設計製図第2

    2017

  10. 計算物理学特論

    2017

  11. 電磁気学II

    2016

  12. 線形代数学Ⅱ

    2016

  13. 機械・航空工学設計製図第2

    2016

  14. 応用解析学特論

    2016

  15. 電磁気学II

    2015

  16. 線形代数学Ⅱ

    2015

  17. 機械・航空工学設計製図第2

    2015

  18. 応用解析学特論

    2015

  19. 電磁気学II

    2014

  20. 線形代数学Ⅱ

    2014

  21. 機械・航空工学設計製図第2

    2014

  22. 応用解析学特論

    2014

  23. 電磁気学II

    2013

  24. 応用解析学特論

    2013

  25. 線形代数学Ⅱ

    2013

  26. 機械・航空工学設計製図第2

    2013

  27. 工場見学

    2013

  28. 工場実習

    2013

  29. 機械・航空工学科実験第2

    2013

  30. 機械・航空工学科実験第1

    2013

  31. 線形代数学Ⅱ

    2012

  32. 機械・航空工学設計製図第2

    2012

  33. 応用解析学特論

    2012

  34. 電磁気学II

    2012

  35. 応用解析学特論

    2011

  36. 線形代数学Ⅱ

    2011

  37. 機械・航空工学設計製図第2

    2011

  38. 線形代数学Ⅱ

    2010

  39. 応用解析学特論

    2010

  40. 機械・航空工学科実験第一

    2009

  41. 機械・航空工学科実験第二

    2009

  42. 機械・航空工学科実験第二

    2008

  43. 機械・航空工学科実験第一

    2008

  44. 機械・航空工学科実験第一

    2007

  45. 機械・航空工学科実験第二

    2007

▼全件表示

担当経験のある科目 (本学以外) 5

  1. ソフトウェア演習A/プログラミングA

    2005年4月 - 2006年3月 東洋大学)

  2. 計算工学実験III

    2005年4月 - 2006年3月 東洋大学)

  3. プログラミング技法

    2004年4月 - 2005年3月 東洋大学)

  4. 計算工学実験III

    2004年4月 - 2005年3月 東洋大学)

  5. 計算工学実験III

    2003年4月 - 2004年3月 東洋大学)

 

社会貢献活動 4

  1. 名大MIRAI GSC(第2ステージ)

    助言・指導

    名古屋大学高等研究院  2019年7月

     詳細を見る

    対象: 高校生

  2. 名大MIRAI GSC(第1ステージ)

    講師

    名古屋大学高等研究院  2019年6月

     詳細を見る

    対象: 高校生

  3. 豊西総合大学

    講師

    愛知県立豊田西高校  2016年11月

  4. 高大連携講座

    2010年10月

     詳細を見る

    愛知県立横須賀高校において、講座8(工学1)「計算力学最前線:GPU」について講演した。