高速な数値計算手法とその応用

天体現象は様々な物理過程が複雑にいりくんでいるため、天体観測データを理解するには数値シミュレーションが欠かせない研究手法となっています。私は、シミュレーション天文学およびシミュレーションを高速化する様々な手法を研究しています。

天文現象に限らず、様々なことを詳細に理解するためには、より高精度高解像度のシミュレーションが必要になります。それらを達成するためには、アセンブラによるプログラミング、プログラムの並列化、ベクトル化、専用計算機の利用など様々な計算高速化手法が必要です。私の研究室では、様々なレベルでのシミュレーション高速化技法について研究します。具体的には：

• OpenCLによる並列計算
• 並列計算プロセッサの研究開発
• 並列計算機におけるプログラミング
• FPGAボードによるリコンフィギャラブルコンピューティング

以上のいずれかの方法によって、新たな高速計算手法の確立をめざします。具体的なテーマの例は以下の通りです：

• N体計算による銀河シミュレーション: 宇宙にある様々な天体の形成進化を研究します
• 流体シミュレーション: 粒子シミュレーションにより宇宙あるいは身近な構造物の動きをシミュレーションします
• 粒子法によるシミュレーション: リアルなゲームで利用される剛体シミュレーションを高速化します
• GPUによる世界最高速計算: GPUをつかってこれまで調べることができなかった問題を高速に処理します
• 四倍精度八倍精度演算とその応用:倍精度より高精度な演算手法を高速化しそれを物理学や天文学上の問題へ応用します
• 並列計算のためのDomain Specific Languageの開発:並列計算を簡単にプログラムするためのプログラミングモデルや言語を研究開発します
• 様々な探索問題:GPUの多数のプロセッサと高速メモリの応用として様々なたいぷの探索問題の高速化に挑戦します

これらに限らず、計算の高速化をキーワードとして4年次にテーマを決定します。

天文や宇宙、および、数値シミュレーション、高速計算手法等に興味のある学生を歓迎します。

天体現象は様々な物理過程が複雑にいりくんでいるため、天体観測データを理解するには数値シミュレーションが欠かせない研究手法となっています。私は、シミュレーション天文学およびシミュレーションを高速化する様々な手法を研究しています。

11月14日の週は出張のため面接ができません。興味のある学生は7日の週に面談をしますので、メールにより面談の約束をとるようにしてください。メールアドレスは下記資料に書いてあります。

説明会の資料はこちら​

白色矮星の衝突シミュレーションのムービー

銀河シミュレーションのムービー

流体シミュレーションのムービー