CAE

<陽解法の結果について>

# No.4806 #　2003年2月25日 # りかぴん #
陽解法の結果についてです。
陽解法を使ったことがあまりありません陽解法初心者です。
実行マシーンを変えたり、並列実行CPUの数をかえますと
結果に差が生じます。(0.5%から1%ぐらいのオーダー)
今まで,陰解法の計算ばかりの計算で、こういう経験がなく、
どの程度の差ならば陽解法でしかたのないものかと
思いまして投稿しました。
だれか、同じような経験のある方アドバイスをお願いします。
勿論、解析結果から扱っている現象を評価するのに充分に
小さい差であるならば
気にしなくてもいいと思うのですが。

# No.4810 #　2003年2月25日 # saito #
昔々の話。各々のコンピュータや,コンパイラが持っている有効桁数や,
計算機の取りうる最小値が異なっているがために,同じプログラムでも
結果が違うというようなことがありましたが,
今のコンピュータではどうなんでしょう。
またお使いのコンピュータが全て同じOSだったりするなら,原因不明ですね。

# No.4813 #　2003年2月25日 # ハッピー #
> 昔々の話。各々のコンピュータや,コンパイラが持っている有効桁数や,
> 計算機の取りうる最小値が異なっているがために,同じプログラムでも
> 結果が違うというようなことがありましたが,
by saitoさん

同じ、マシン、OS、コンパイラでも最適化レベルを変えると答えは変わるし、
ベクトル型のスパコンではチューニングレベルでも答えは変わりますね。
自作ソフトを、別のマシンに移植すると先ず悩まされるのが、
「同じ答えを出す方法」というのが実情であったりしました。

勿論、倍精度で実用的には無視できる誤差の場合が多いのですが、
移植すると最適化オプションを全部外さ(コーディングした順序で計算する)ないと
収束しない情けないこともありました。
(当然、計算時間は、う～んと長くなっちゃいます)
浮動小数点演算は有効桁に左右されますから、計算順序を変えると答えは微妙に
変わっちゃいますが、それが右に行くか、左に行くか運命を決めることもあるんでしょう。
陽解法の場合、数値的な安定性が過敏に挙動に影響するのでしょうね。

# No.4814 #　2003年2月26日 # よし☆三 #
>実行マシーンを変えたり、並列実行CPUの数をかえますと
>結果に差が生じます。(0.5%から1%ぐらいのオーダー)

並列演算の場合は,ある程度仕方がないかもしれませんね。
エラーを取るか,並列化を取るかってことでしょう。
　並列演算の解の唯一性を謳ったソルバーもありますが、
通信量が増えるので,パフォーマンスが落ちるということ
だと思います。
要素分割を増やしたり時間増分を下げたりするとエラーは
減ると思いますが,普通はエラーを減らす目的としては
修正しないと思いますよ。
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<陰解法解析ソフトの並列計算について>

# No.4152 #　2002年12月6日 # グリーンチャンネル #
毎度お世話になります。
非線形構造解析ソフトABAQUSとMARCについて教えて下さい。
要素数がすごく多く(十万以上)、接触部品多数、材料は弾性体のようなモデルで、非線形性が
ものすごく強いのではなくサイズがおおきい(適切な表現じゃないかもしれませんが)
ため、大規模になってしまうモデルを並列にて解きたいと考えております。
(形状と部品点数の関係で要素数などは減らせ無いんですよ)
このようなケースに限れば、どちらにアドバンテージがあるのでしょうか?
ベンダーに聞いた意見ではMARCの方が速く、接触も結構アバウトに扱えるので、
収束解も出しやすそうな気がしています。ただしお値段が割高に感じています(並列では)
皆さんのご意見をすみませんがお聞かせ下さい。

# No.4155 #　2002年12月7日 # ハッピー #
> 非線形構造解析ソフトABAQUSとMARCについて教えて下さい。
> このようなケースに限れば、どちらにアドバンテージがあるのでしょうか?
by グリーンチャンネルさん

並列の場合、MARCはDDM(領域分割法×メモリー分散並列)に対し、
ABAQUSはSMP(シングルメモリー並列)で、計算機が「お高い」かも。
違いましたっけ?
これから買われるのでしたらANSYSも選択肢?
販売形態は、ABAQUSはもともと、ちょっと高めの年間ロイヤリティ(使用料)に対し、
MARCは基本ソフト=「買い取り+年ごと保守費」に、並列オプション=「月ごと使用料」で、
ANSYSは基本ソフト、並列オプション共に「買い取り+年ごと保守費」です。確か。
長～く使われるのでしたらANSYSがお得の可能性もありかも。
短期的、スポット的に使うのでしたらMARCがお得の場合も。
(違っていたら、ご指摘下さい)
お使いのプリポストの関係もありますね。
勿論、ソフトそのものの機能の差異も重要ですね。

並列化は、お高い禁断の果実のようなものでしょうか?
一度、味をしめてしまうと離れられなくなる?　もっと手軽な価格であれば良いのですが。
10年経てば計算機が進歩して得られる性能を、今得ることが出来ることに対する対価なんでしょうか。
としても、なぜCAEベンダーさんが、その益を享受するの?　と思ったり...

# No.4159 #　2002年12月7日 # ハッピー #
> 並列化は、お高い禁断の果実のようなものでしょうか?
> 一度、味をしめてしまうと離れられなくなる?　もっと手軽な価格であれば良いのですが。
> 10年経てば計算機が進歩して得られる性能を、今得ることが出来ることに対する対価なんでしょうか。
> としても、なぜCAEベンダーさんが、その益を享受するの?　と思ったり...
自己レスです

よく分からないのが、並列化の価格で
8CPUまでならいくら、16CPUまでならいくらと、CPU数によって何故ソフトの
価格が違うんでしょう?
いや、並列化の以前でも、CPUのスペックによって価格が違うものがありますね?
ソフトに付加価値があるわけでも、また開発に余計なコストが掛かっているとも思えない
のに、何故??　
ユーザーは高性能ハードを購入するために高い金額を払っているのに、何故それに加えて、
ソフトにお金を積まないと行けないのでしょうね?
ベンダーさん、教えていただければ気が楽になるかも(笑)
予算申請時期のせいか、年末のせいか、世知辛い話題でスミマセン。

# No.4184 #　2002年12月10日 # グリーンチャンネル #
ハッピーさんご回答ありがとうございます。
おっしゃる通りなんでこんなに高いのでしょう。
大量購入と同じですから、逆に割安にすべきですよね。特にサポート料なんかは!
8CPUだからって8倍の質問は行かないですよね!世の中をなめていますね!

それはさておき、価格についてですがお話を聞いた感じではmarcが「買取+保守料」で
ABAQUSが「買取+保守+並列追加料金(2～3ヶ月単位)」の料金設定だと思います。
確かにABAQUSの方がお高いのですが使用頻度に柔軟に対応できるようです。
性能については、ANSYSも視野に入れお話は一応聞いてみましたが、希望する仕様には至らなそうです。
「やはりMARCかABAQUSになるのかな」って思っています。
そのなかで「接触の設定し易さと収束し易さではMARCかな」って思っていますがどうでしょう?
基本的にconvergenceがデフォルトで0.1であったりしますので、
少しアバウトにやってしまおうという感じを受けています(笑)
他に今気になっているのが、ABAQUSは2job流すだけのお金を払うとなんと陰解法を並列で使用したり
陽解法のEXPLICITを使えたりする部分です。
表題と質問が異なりますが、ABAQUS/EXPLICITの使い勝手を知っておりましたら教えてください。
以上

# No.4186 #　2002年12月10日 # よし☆彡 #
> 他に今気になっているのが、ABAQUSは2job流すだけのお金を払うとなんと陰解法を並列で使用したり
> 陽解法のEXPLICITを使えたりする部分です。
>byグリーンチャンネルさん

2jobと並列の必要なライセンス数が違うので,念のため確認して
おかないと並列演算ができても,explicitが流れないことがあり
ますよ.
　以前気になって他のですが,大規模のほぼ弾性で接触が支配的
な場合は部分構造法を用いると接触が複雑であればあるほど早く
終わりますよ.
　定義が面倒ですが,数桁は違うのではないでしょうか?
陰解法のようなので概算で(全体の節点/接触の対象となる節点)
の2から3乗倍ぐらいかな(笑)

# No.4200 #　2002年12月11日 # ハッピー #
> おっしゃる通りなんでこんなに高いのでしょう。
> 大量購入と同じですから、逆に割安にすべきですよね。特にサポート料なんかは!
> 8CPUだからって8倍の質問は行かないですよね!世の中をなめていますね!
by グリーンチャンネルさん

8倍の質問やってみましょうか。自信はあります。(笑)

>それはさておき、価格についてですがお話を聞いた感じではmarcが「買取+保守料」で
>ABAQUSが「買取+保守+並列追加料金(2～3ヶ月単位)」の料金設定だと思います。
>確かにABAQUSの方がお高いのですが使用頻度に柔軟に対応できるようです。

そうでしたっけ。
ABAQUS、MARCとも価格体系が変わったのかな。人に任せっきりなのでスミマセン。

>「接触の設定し易さと収束し易さではMARCかな」って思っていますがどうでしょう?
ABAQUSは、接触面を定義する必要がありますが、MARCは接触するお互いの
Body(要素集合)を大きめに指定すれば、接触面は自動判定してくれますね。

>基本的にconvergenceがデフォルトで0.1であったりしますので、
>少しアバウトにやってしまおうという感じを受けています(笑)
その通り、アバウト指向でうっかりすると変な答えが出るやも知れず。
最近掲示板で話題になった、ABAQUSの数値減衰ドーピング?(笑)なども
「収束しやすい=正しい答えが得られる」ことを意味しない、で注意が必要。

ABAQUSかMARCか。一長一短でどうしましょう?
ABAQUSが解析時にリアルタイムに出力するstatusファイルは進行状況が
よく分かって便利です。
どんどんCutBackが起こってなかなか進行しないなど状況がよく分かります。

>以前気になって他のですが,大規模のほぼ弾性で接触が支配的
>な場合は部分構造法を用いると接触が複雑であればあるほど早く
>終わりますよ.
by よし☆彡さん

以前、ギア・カップリング(遊星歯車のようなもの)の解析をしたときは、
内歯車、外歯車とも歯一山をスーパーエレメントにして、
リング状に歯スーパーエレメントを配置して解きました。
とてもじゃないけど、普通のメッシュでは解けるとは思えなかったので。
接触部には、ダミーのメンブレン要素を貼って接触判定と面圧表示に使いました。
でも「複雑なほど収束しやすい」というのは、
拘束がきつく自由度が少ないと言うことでしょうか?

# No.4202 #　2002年12月11日 # いなちゅう #
> ABAQUSかMARCか。一長一短でどうしましょう?
> ABAQUSが解析時にリアルタイムに出力するstatusファイルは進行状況が
> よく分かって便利です。
> どんどんCutBackが起こってなかなか進行しないなど状況がよく分かります。
by ハッピーさん

Marcも現在のバージョンではリアルタイムにstatusファイル(*.sts)が
出力されますのでCutBackとかインクリメントスプリッティングとかの
状況がわかります。あんまり見てませんが(笑)

# No.4203 #　2002年12月11日 # ハッピー #
> Marcも現在のバージョンではリアルタイムにstatusファイル(*.sts)が
> 出力されますのでCutBackとかインクリメントスプリッティングとかの
> 状況がわかります。あんまり見てませんが(笑)
by いなちゅうさん

有難うございました。
お互い、切磋琢磨しているわけですね。価格以外は。(笑)
(編集担当：ピピ 2003/11/23)

<ADVENTURE>

No.429# 2000年1月18日 # Duffy #
私がごく一部関わっているプロジェクトのホームページなんですが、
大規模並列解析の日の丸プログラムを作りいずれただで配る(プロジェクト
リーダはそう言ってます)という構想のものがあります。
以下のURLです。
http://adventure.q.t.u-tokyo.ac.jp/
今現在は英語版のコンテンツしか充実してません。
Topics: Supercomputing '99というリンクの
Slide 1
Slide 2
がコンテンツ豊富です。(たぶん重いです)

No.430# 2000年1月20日 # ハッピー #
URL拝見しました。
フリートークで話題になっている、天文学的数字?のオンパレードですね。でも、あっと言う間に身近な数字になってしまうような気もします。
ついこの間まで、数100MBのCDに感激していたのが、今は数GigaのDVDですもんね
計算機関連メーカーの方の努力には敬服します。
スライドにパンテオン神殿のミーゼス応力分布ってありましたけど、古代ローマの人が知れば
驚くでしょうね。次は、ピサの斜塔の耐震強度解析なんてのはいかがでしょう?
(編集担当：Duffy 2002/05/13)

<グリッドコンピューティング>

No.421# 2000年1月13日 # モLD #
ひとつの案なのですが、INET上で、接続全てのPCで
壮大な並列処理なんかできないのかななんても考えたりします。

編者注
これは現在ではGrid Computingと呼ばれて既にそのような構想が立てられています。
(編集担当：Duffy 2002/05/13)

<GeoFEM>

No.191# 1999年9月29日 # sippo #
GeoFEMとは“並列有限要素法固体地球シミュレータ”のことです。
(財)高度情報科学技術研究機構が中核拠点として開発が進められています
【参照】http://geofem.tokyo.rist.or.jp/
# 機械学会のとある調査研究分科会にで、
# 可視化サブシステム担当の藤代先生より紹介がありました。

No.192# 1999年9月30日 # ハッピー #
Follow有り難うございます。
地球をFEMで解くとは驚きです。太平洋プレートをソリッド要素でモデル化したりするんでしょうか。
ただ我々に必要なのは、明日か明後日かにどこで、どの程度の地震が起こるか?という地球の挙動から見れば、ほんの僅かな瞬間の、ごくごく狭い領域での現象ですよね。それも社会影響が極めて大きいから
高い精度も要求される。機械の応力解析ですら、ろくな精度が出ずに弱っている身から見ると、やはり
相当難しい問題だろうと感じますネ。
機械学会のHPでも覗いてみます。有り難うございました。

No.194# 1999年10月3日 # ハッピー #
>GeoFEMとは“並列有限要素法固体地球シミュレータ”のことです。
by_sippoさん
URL覗いてみました。TFLOPSどころの話じゃないですね。これは。
(編集担当：Duffy 2002/05/13)

<並列解析の現状>

No.169# 1999年9月19日 # ハッピー #
フリートークで、
>しかし、100CPUあたり前のCAEの世界ですもんね。
byモLDさん
とあったんですが、こういう並列計算機ってどれくらい使われているんでしょう?
私は未だシングルCPU、2～3CPUマシンしか付き合いが無いので、特徴、使い勝手なんかがサッパリ分かりません。
以前、nCubeなどと言った超並列マシンが騒がれ、MIMDやSIMDなどと言った言葉が雑誌を賑わしていましたが、その後のフォローをサボっているもので。
Fortran90などで並列化を意識したコーディングをしないと宝の持ち腐れになると、一時、F90の勉強を始めたこともあったのですが。結局、シングルcpuの成長速度が私の処理量に歩調を合わせてくれていて「一晩あれば解ける」問題が殆どのため、結局Fortran77から脱却できないでいます。CAEソフトは今ではFortran90なんかで書かれてるんでしょうかネ。
並列マシン、Fortran90を使っておられる方がおられましたら、是非、長所を教えて下さい。

No.177# 1999年9月23日 # ももも #
マルチプロセッサ機については多くの会社で数十以上のCPUをもったものが使用されています.
公共の研究教育機関にも多数はいっています(どこに入っているかはハードウェア各社のWEBを参照してください.).
使用目的については例えば,自動車会社では現在数百万自由度の非線形構造解析が要求されており,
それを処理するために(計算時間を短縮するために)並列処理を使用しています.蛇足ですが,並列処理で計算時間の短縮をはかるには,コマーシャルのソルバーはその採用した並列処理の方法により並列化に対する効率がかわるので,どの会社のソルバーを使用するのかという点も重要にです.また,ハードウェアメーカーによっても計算時間に差が生じてきますので,現在並列化によって計算時間を短縮するためにはハードウェア+ソルバーのマッチングが重要になっています.

No.181# 1999年9月25日 # ハッピー #
>マルチプロセッサ機については多くの会社で数十以上のCPUをもったものが使用されています.
>現在並列化によって計算時間を短縮するためにはハードウェア+ソルバーのマッチングが重要
>になっています.
byもももさん
>FORTRAN90で書かれているかどうかは定かではありませんが、動解析、過渡応答を伴う、
>NV解析関係(振動-音響)のアプリは、解析時間の関係上、並列処理を前提に進めているみた
>いです。標準で8CPUチューンぐらいが標準だそう。
byモLDさん(フリートーク)
Res有り難うございます・
そうなんですか。かなり一般的なようですね。こりゃ相当後れを取っているナァ。
気になるのが計算機性能を定義し難くなって来ているんじゃないかということ。
「ハードAでcpuをBコ搭載しソフトCをチューンDして規模Eの問題を解いたときの速度」
となるんでしょうか。そういえば、Dr.ドンガラのLinpackベンチマークのホームページを見ても3年くらい前のデータしか見当たらないんですが、並列マシンの普及と関係があるんでしょうかね。
Softカキカキ人間としては、できれば自作ソフトで並列化の有り難味を体感してみたい。
売れ筋の機種、代表的な機種、コンパイラーをご存知でしたら教えていただければ有難いです。
#ベクトルマシンでカリカリチューンを楽しんだこともありましたが。今は、スカラマシンの性能にあぐらをかいて進歩がストップしてしまってます。
(編集担当：Duffy 2002/05/13)

<PCとWSとの使い分け>

No.21# 1999年6月26日 # hide2038 #
　最近のPCには目を見張る物があります。3年前のWS(ワークステーション)の
スペックの物が50万以下で手に入ります。
　しかし、OSの安定性やマルチユーザーでの使用を考えるとやっぱりUnix
を選ぶのは仕方が無いかもしれません。
　線形構造解析を行う上ではPCでも問題ありませんが、非線型構造解析や
分子設計を行うには、パラレルコンピュータやワークステーションレベルが
必要だと思います。やはり繰り返し計算を行う計算にはOSの安定性は必須
なのです。
　スタンドアロンで線形構造解析を行うのにはPCでも十分だと私も
思いますので、計算目的に応じた住み分けは必要でしょう

No.26# 1999年6月28日 # クリプトン #
PCで並列処理をするのも高々数千要素程度の線形静解析をスーパーコンピュータ
でやるのも適切ではないわけです。どのような解析をおこなうのかに応じて適宜
使い分けるのも先進的ユーザでしょう。

No.27# 1999年6月29日 # 小林篤央 #
それは、そうでしょう。
但し、ここでの議論は、「先進的ユーザ」を目指す人や現在「先進的ユーザ」の人たちのための議論(掲示板)ではないと思っています。
「PCで並列処理」をするユーザーや「スーパーコンピュータ」をお持ちのユーザが
この日本でいったいいくらいるのでしょう?
少なくても数千人はいらっしゃると思いますが、ほとんどのメーカーの方や、
大学関係者の環境はそれほどいい環境で仕事をされていないようです。
私の現場での実感はそうです。

No.29# 1999年6月29日 # クリプトン #
>「PCで並列処理」をするユーザーや「スーパーコンピュータ」をお持ちのユーザが
>この日本でいったいいくらいるのでしょう?
あの・・・「PCで並列処理」をする人や「スーパーコンピュータ」を持っている
人の数について何か言及しましたっけ?
>少なくても数千人はいらっしゃると思いますが、ほとんどのメーカーの方や、
>大学関係者の環境はそれほどいい環境で仕事をされていないようです。
実質数千人もいないでしょう。国立研究所のスパコンだって埃をかぶってるだけだったりしますんでね。
大学には計算機センターもあることですし環境は予算削減の企業よりいいところも多いですね。基本的に市販ソフトで解析なんかしません(それじゃ研究にならない)からハードだけ買えばいいわけです。
しかもアカデミックプライスで企業より安く購入できたりします。勿論科研費がとれなければ貧弱な環境になるのはいうまでもありません。
PCでの並列処理は実務レベルではまだ聞いたことないですね。ただ大学ではクラスタですがやっているところはやっていますね。私の友人も大学でEWSクラスタで研究していますよ。
個人的にJAVAやLINUX上でp-threadを使った並列処理まがいのことはやったことがありますがスーパーコンピュータで並列処理のベンチマークをした自分の経験からはまだPCで並列処理がやれるレベルにはないと思います(だから例えに使ったんですが)。
(編集担当：Duffy 2002/04/29)