社団法人 物理探査学会
第117回(平成19年度秋季)学術講演会


並列FEMによる3次元粘弾性波動のシミュレーション

講演要旨(和文)
粘弾性波動伝播をシミュレートするための3次元FEM(有限要素法)について手法と結果について述べる。 このFEMプログラムには、3つのリラクゼーションメカニズム、2次多項式による内挿関数とPML吸収境界条件が組み込まれている。まず、正層構造に対する遠方解析解であるリフレクティビティ法との比較を行った。FEMは解析解と良く一致し、高い計算精度があることがわかった。次に、FEMが複雑な構造問題を扱うことができることを示す。さらに、並列計算による計算速度の向上について述べる。 FEMの計算時間は4Gbpsのネットワーク速度のスーパーコンピュータと1GbpsのPCクラスタ上で計算時間の短縮が達成できた。特に、PCクラスタで顕著な計算時間の減少がみられることがわかった。 この場合、N個のCPUを使用することによって、CPU時間は1/N以下に短縮された。

講演要旨(英文)
In this study, a three-dimensional FEM (finite element method) for solving viscoelastic wave propagation problems is presented. Three relaxation mechanisms, second-order polynomial interpolation function and perfectly matched layer (PML) absorbing boundary condition are composed to this FEM framework. FEM produces comparable result to the analytical far-field resolution (reflectivity method) in viscoelastic stratified media. In addition, we show the advantage of FEM that it can handle complex structural problem. In this study, a parallel processing for the FEM is presented. The calculation time of FEM is effectively reduced by supercomputer with 4G bps network or PC-cluster with 1G bps network. We found that FEM performs remarkable CPU time reduction in PC-cluster. In this case, CPU time is reduced to 1/N or less by using N CPUs.