第５部門①

[2E01-05-05] GPU-accelerated Three-dimensional Seismic Soil Liquefaction Simulation and its Surrogate Model

*Ryota Kusakabe¹, Tsuyoshi Ichimura¹, Kohei Fujita¹, Muneo Hori², Lalith Wijerathne¹ (1. The University of Tokyo, 2. Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology)

Keywords:Finite element method, large-scale simulation, GPU

本研究では，GPUを使用した，地盤液状化を考慮した３次元地震応答解析のための高性能計算手法を開発した．解析には有限要素法を使用し，支配方程式の求解には，可変的前処理付き共役勾配法を用いた．解析全体はMPIとOpenACCによって並列化されている．対象問題の特性を考慮した計算負荷分散手法や，GPUに適したアルゴリズムを構築することで高速化を図り，CPUを使用した場合と比較して10.7倍の高速化を実現した．開発手法により，大規模な３次元液状化解析がより小規模な計算環境で，より高速に実施できるようになった．また，高速な解析の実現により多数回の解析がより容易に実施可能になったことを受けて，解析結果を学習データに使った機械学習により，液状化解析のサロゲートモデルを構築した．これにより，地震応答の評価がより高速に行えるようになった．