슈퍼컴퓨터를 이용한 제공 서비스
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＜관련 정보＞ 슈퍼컴퓨터 클라우드 서비스 （Up&Coming '11 신록호 게재）
Engineer's Studio(R)는 포럼에이트에서 앞처리～메인처리～뒷처리까지 모두를 포럼에이트가 개발한 3차원 유한 요소법 (FEM) 해석 프로그램입니다. 정적
해석, 동적 해석, 고유값 해석을 할 수 있으며 재료 비선형, 기하학적 비선형에 대응. 보요소, 파이버 요소, 평판요소를 사용한
구조 해석이 가능합니다.
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| 이번에 Engineer's Studio(R)에 있어서 해석 규모 스케일업과 해석 시간 단축화를 목표로 메인 처리부를 FOCUS
슈퍼컴퓨터에 대응한 Engineer's Studio(R) 클라우드 서비스를 시작했습니다. 웹 어플리케이션에서 온라인으로 데이터를
작성, 등록하고 그 데이터를 자동적으로 FOCUS 슈퍼컴퓨터와 연계함으로써 사용자는 최종 결과 데이터를 웹 어플리케이션에서 취득이
가능합니다. 필요에 따라 결과 데이터는 미디어에 저장해서 송부도 합니다. |
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| ▲대규모 모델 예(초고층 빌딩：약80,000절점) |
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▲Engineer's Studio(R)해석 서비스
처리 이미지 |
슈퍼컴퓨터 클라우드 옵션 해석 순서
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１．Engineer's Studio(R)을 사용한
입력 데이터 작성, 저장 |
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２．UC-1 for SaaS 서버
로그인 |
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３．입력 데이터 업로드
（job 투입） |
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４．해석 결과를 다운로드 |
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５．Engineer's Studio(R)을사용해서
결과표시, 레포트 작성 |
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향후의 전개・개발 예정
- 여러 노드에 대응한 병렬화
- 막대한 해석 데이터에서 필요한 결과만을 취득하기 위해 해석하기 전에 결과 데이터를 선택할 수 있는 옵션을 추가
기존의 Engineer's Studio(R) 해석 지원 서비스의 옵션입니다.
Engineer's_Studio(R)은 비선형 평판 요소를 서포트하며 대규모 모델에서는 계산 시간과 메모리 소비량이 문제가 될
경우가 있었습니다. 슈퍼컴퓨터를 이용함으로써 이런 모델에 대해서도 계산 시간 단축과 보다 높은 정밀도한 모델을 작성해도 해석이
가능하게 되고 해석 정밀도 향상을 기대할 수 있게 되었습니다. 그리고 독립 행정 법인, 방재 과학
기술 연구소인 강한 지진 네트워크 K-NET에서 공개되는 「K-NET 축관(MYG004)」의 대표적인 2011년 일본 동북
지방 태평양 부근에서 일어난 지진이 계측된 300초(1/100초간격으로 30,000 스탭) 해석 등도 슈퍼컴퓨터를 사용함으
로써 계산 시간 단축을 기대할 수 있습니다. 그리고 이 네트워크에서는 계속되는 여진에서 계측된 지진 파형도 공개
하여 본지진+여진 영향을 고려한 굉장히 많은 스탭 해석 (50,000 스탭 이상)을 더욱 빠르게 해석하는 것이 가능하게 됩니다.
참고・출전：독립 행정 법인 방재 과학 기술 연구소 강한 지진 네트워크
K-NET http://www.k-net.bosai.go.jp/k-net/
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■그림5 강한 지진 관측망(K-NET、KiK-net)가 관측한 지표의 최대 속도 분포(왼쪽)과
K-NET 축관(MYG004) 관측점 강한 지진 동파형(오른쪽)(양쪽 다 방재 과학 기술 연구소 HP 인용) |
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관련 정보
POV-Ray을 사용해서 작성한 고정밀도한 동영상 파일을 제공하는 서비스. 슈퍼컴퓨터를 이용함으로써 현실적으로 실현 불가능한 고정밀도한
동영상 파일을 제공하는 것이 가능합니다. 또한 POV-Ray를 이용하기 때문에 UC-win/Road에서 출력 후에 스크립트 파일을
에디터 등으로 수정하는 것이 가능합니다.
서비스 흐름
- UC-win/Road 장면을 작성
- 동영상 내용 조정
- POV-Ray 스크립트 작성
- 프레임 단위 렌더링（슈퍼컴퓨터 이용）
- 렌더링 결과에서 동영상 파일 작성
- 납품
향후의 전개・개발 예정
- 동영상 파일 작성
- Ver.5.2에서 POV-Ray 출력 미대응 오브젝트（비, 눈, 불(연기)에 대응
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| ▲POV-Ray를 이용한 대기 설정（안개 효과） |
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| ▲POV-Ray를 이용한 렌더링 예. 중국 북운하 생태 수복 VR 모델 |
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| ▲UC-win/Road에서 출력된 모델（왼쪽）과 슈퍼컴퓨터에서 「POV-Ray」로 렌더링한 CG（오른쪽） |
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| ■ 바람・열류체 해석 슈퍼컴퓨터 해석・시뮬레이션 서비스 |
범용 유체 해석 툴「OpenFOAM」을 사용한 해석・시뮬레이션 지원 서비스입니다. 「OpenFOAM」은 OpenCFD사가 개발하고 GNU의 General_Public_License가 무료 및 오픈소스로서 배부하는 것입니다. 난류・열 전달을 포함한 복잡
한 유체 흐름을 시뮬레이터하는 것이 가능합니다. 이 서비스는 포럼에이트가 중간에 슈퍼컴퓨터와 접속기킴으로써 이
용 환경이 갖춰지지 않는 사용자들이 더욱 쉽게 슈퍼컴퓨터를 사용한 고도한 해석 환경을 이용하실 수 있습니다.
현유 해석부 이용
- 바람 해석 （빌딩 주변 바람 해석）
- 물 （단일 유체장, 고정 혹은 자유 경계）
- 다상류체장 해석 （공체와 액체, 액체와 고체 등）
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| ▲나카메구로GT타워의 바람 해석 |
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| ▲시부야 모델의 바람 해석 |
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| ▲압력 콘투어도。Time를 변경해서 각 시간의 압력, 각 시간마다 유선을 확인 가능 |
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| ■ 소음 음향 슈퍼컴퓨터 해석・시뮬레이션 서비스 |
2011/08/09 릴리스 |
VR에서 전개되는 3D・VR 공간에 음원 및 수음면을 배치함으로써 일반적인 소리가 퍼져가는 것을 시뮬레이터하는 것입니다. 지표면과
구조물 및 건축물 등의 영향을 고려해서 수음면에 있는 각 수음점의 음압 모델을 해석합니다.
해석 처리를 슈퍼컴퓨터로 실행하고 특히 대규모 처리를 하실 때 큰 도움이 됩니다.
＜관련 정보＞
기능
소음 시뮬레이션은 프리세서（입력부部）, 메인프로세서（해석부）, 포스트프로세서（결과표시부）로 구성되어
있습니다.
- 프로세서
데이터 입력 ; 음원 배치, 수음면 설정 해석 조건 파러미터 지정을 합니다.
- 메인 프로세서
기능은 소리 경유를 설정해서 지표면과 모델면 등에서 반사와 투과를 고려합니다. 해석 처리는 음원과 소리 경유 등 상호간에서 데이터를
독립해서 처리하는 것이 가능합니다. 이 특징을 살려서 슈퍼컴퓨터에서 병렬 계산을 하여 대규모 데이터를 효율적으로 처리합니다.
- 포스트 프로세서
다양한 시점에서 시뮬레이터 결과를 볼 수 있게 되어 있습니다. 콘투어도와 콘투어 라인에 더물어 격자형상 혹은 구체 형상으로 인해
음압 레벨을 가시화하는 유니크 기능도 갖추어 있습니다.
소음 해석 순서
１． 프리 프로세스
- 지역 데이터, 지형 가져오기
- 도로 다리 등 구조물 정의
- 빌딩 등 건축물 정의
- 음원,수음면 정의
- 해석 조건 정의
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| ▲음원 설정 |
▲수음면 일괄 배치 |
２．메인 프로세스
３．포스트 프로세스
- 해석 결과 가져오기
- 해석 결과 가시화
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| ▲콘투어도 표시 |
▲콘투어라인 표시 |
▲구체 표시 |
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향후의 전개・개발 예정
- 슈퍼컴퓨터 성능을 끌어내는 최적한 병렬화 알고니즘을 개발
- 시뮬레이션 결과 표시 고도화
- VR-Studio(R) 소음 시뮬레이션 옵션을 개발
| ■ 소음 측정 시뮬레이션 서비스 |
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소음 측정 시뮬레이션 서비스는 「소음 음향 슈퍼컴퓨터 해석・시뮬레이션 서비스」에 더불어 선택하실 수 있는 옵션이며 다양한 현장에서
건설 공사・교통 등의 소음 측정（임의 계측）과 그 결과를 제공합니다. 측정 현장의 VR 모델링 및 소음 해석 시뮬레이션 결과의
가시화와 더불어 실제 측정 결과를 이용함으로써 해석 결과 확인과 비교 검토하는 데에 도움됩니다.
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| ▲도로 소음 해석 |
▲건설 소음 해석 |
▲픅정 현장의 VR 모델링
（시부야 모델） |
●소음 측정 시뮬레이션 서비스 개요
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소음 측정을 크게 나누면 이렇게 3가지가 있는데 이 서비스에서는 「임의 계측」을 서포트합니다. |
- 임의 계측
특정한 기준을 생각하지 않는 주문 생상 계측
- 도로 소음 측정
「소음에 관련있는 환경 기준의 평가 매뉴얼 II．지역 평가편（도로에 접하는 지역）」2000뇬4월 환경청 준거
- 건설 소음 측정
「건설 공사의 소음 측정 요령（안）」2007년 （독일）토목 연구소 준거
●일반적인 소음 종류
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다음과 같은 소음 종류에 대해서 평가 및 측정을 위한 매뉴얼이 정비되어 있어서 （ ）는 각각 예측 모델 명칭을 나타냅니다. |
- 일반 환경 소음
- 도로 교통 소음 （ ASJ RTN-Model2008 ）
- 재래 철도 소음
- 신칸센 철도 소음
- 항공기 소음
- 건설 공사 소음 （ ASJ CN-Model2007 ）
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이 서비스는 이 소음들 중에서 도로 교통 소음과 건설 공사 소음에 착목합니다. |
●측정 기재
- 소음계（사운드 벨 미터） ： JIS C 1509-1
- 교정기 ： JIS C 1515
- 레벨 레코더 ： JIS C 1512（향후 예정）
- 데이터 레코더 ： JIS 규정 없음, 20Hz～10kHz 대응（향후 예정）
- 주차수 분석기 ： JIS C 1513（향후 예정）
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| ■ 소음 측정 시뮬레이션 서비스 ： 견적 사례 |
●소음 해석 예
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소음 해석（건설 소음）현장 상황은 해석 영역 상방 부분에 음원이 하나 있으며 음원 사이를 지나서 오른 쪽 위에서 왼 쪽 아래에
걸쳐 길이 약 20미터 벽을 설치했습니다. 조건은 다음과 같습니다. |
- 수음 영역 사이즈 ： 80m×80m×2면
- 음원 레벨 ： 112dB
- 음원 주파수 ： 1000Hz
- 해석상 경과 시간 ： 0.26秒
- 해석 시간 단위 ： 0.01秒
●소음 측정 예
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소음 측정（건설 소음）현장 상황으로서는 건설 기계（대상 음원）주변에 측정 소음계 4대, 그림 아래쪽으로 통일 측정용 소음계 1대를
설치해서 측정할 케이스를 상정했습니다. |
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| 소음 측정（건설 소음） |
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| 소음 해석 조건・견적 금액 |
소음 측정 조건・견적 금액 |
| 항목 |
데이터 |
| 고정 음원 수 |
1 |
| 이동 음원 수 |
없음 |
| 소음면 수 |
1 |
| 수음점 수 |
289개 |
| 지정 수음점 수（시계열 데이터 정리 대상） |
0개 |
| 견적 금액 |
￥82,738 |
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| 항목 |
데이터 |
| 대상 유닛 수 |
1유닛 |
| 유닛 작업 사이클 |
3 사이클 |
| 통일 측정 점수 |
1개 |
| 이동 차량 소음 측정 점수 |
0개 |
| 당일 작업 시간 |
9시간 |
| 견적 금액 |
￥434,295 |
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| ▲소음 해석（건설 소음） |
●소음 해석 예
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콘투어도 2장에 각각 하단 중앙에 음원이 되는 차량을 배치했습니다. 조건은 다음과 같습니다. |
- 수음 영역 사이즈 ： 100m×400m×2면
- 음원 레벨 ： 100dB
- 음원 주파수 ： 85Hz
- 해석상의 경과 시간 ： 2.0초
- 해석 시간 단위 ： 0.02초
●소음 측정 예
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소음 측정（도로 소음）현장 상황으로서는 선택한 도로 단면 （2군데）양쪽에 측장용 소음계 각 1대를 설치해서 단면을 차량이 통과할
순간의 음압 레벨 분포를 측정할 케이스를 상정했습니다. |
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| 소음 측정（건설 소음） |
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| 소음 해석 조건・견적 금액 |
소음 측정 조건・견적 금액 |
| 항목 |
데이터 |
| 고정 음원 수 |
2 |
| 이동 음원 수 |
고려한다 |
| 소음면 수 |
2 |
| 수음점 수 |
880개 |
| 지정 수음점 수（시계열 데이터 정리 대상） |
0게 |
| 견적 금액 |
￥469,940 |
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| 항목 |
데이터 |
| 측정 단면 수 |
1 |
| 측정점 수 |
2개 |
| 교통량 측정 |
있음 |
| 주행 속도 측정 |
있음 |
| 배후지 소음 측정 |
없음 |
| 측정 시간 |
24시간 |
| 견적 금액 |
￥1,573,113 |
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| ▲소음 해석（도로 소음） |
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도로 소음（Build Live Tokyo 2010）해석 사례 |
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개발중인 주택지의 도로 소음 시뮬레이터입니다. 수평면을 각 1면 설정해서 면 중앙 부근을 차량이 통과할 순간의 음압 레벨을 계산했습니다.
조건은 다음과 같습니다. |
- 수음 영역 사이즈 ： 40m×100m×2면
- 음원 레벨 ： 100dB
- 음원 주파수 ： 500Hz
- 해석상의 경과 시간 ： 0.2초
- 해석 시간 단위 ： 0.01초（슈퍼컴퓨터 해석 시간은 9분）
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| ▲소음 해석（납직면） |
▲소음 해석（수평면） |
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■ 3DVR 클라우드 “VR-Cloud(TM) 서비스”
- 클라우드와 슈퍼컴퓨터를 연계해서 보다 대량 계산 처리 및 데이터 전송을 실현
■ 쓰나미・유체 해석 시뮬레이션 서비스
■ VR-Studio(R) 소음 시뮬레이션 옵션
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