技術開発ユニット

計算機の高性能化に伴い、科学・技術におけるシミュレーションの役割は増大しています。また、計算科学の分野で培われた方法論の普及が期待されています。本ユニットでは、ハイパフォーマンス・コンピューティング (HPC) を中心とした情報通信技術の開発を行なっています。特に、ライフサイエンス・医工学分野の研究を支援すべくソフトウェア (生体力学解析、生命システムにおけるデータ同化など) の開発、普及に努めています。さらに、マルチスケール、マルチフィジックスシミュレーションに向けた計算方法の検討を行なっています。

研究分野

物理学 / 工学 / 生物学 & 生化学 / コンピューター科学 / 数学 / 学際研究

研究テーマ

• HPC、ネットワークに関する技術開発
• ライフサイエンス・医工学分野のソフトウェア開発・普及
• マルチスケール，マルチフィジックス問題の数値解法の検討

主要論文

1. Sugiyama, K., Kawashima, Y., Noda, S., Ii, S., Koyama, H., Takagi, S., Matsumoto, Y. and Himeno, R.:
   “Massively parallel computing of novel fluid-structure interaction solver on the K computer”
   2013年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム IPSJ-HPCS2013050 (2013)
2. Sugiyama, K., Ii, S., Okita, K., Takagi, S. and Matsumoto, Y.:
   “A priori modeling of the acoustic boundary layer effect on the heat source in ultrasound”
   J. Biomech. Sci. Engrg. 7, 84-101 (2012).
3. Leduc, N., Okita, K., Sugiyama, K., Takagi, S. and Matsumoto, Y.:
   “Focus control in HIFU therapy assisted by time-reversal simulation with an iterative procedure for hot spot elimination”
   J. Biomech. Sci. Engrg. 7, 43-56 (2012).
4. Liu, Y.-Q., Sugiyama, K., Takagi, S. and Matsumoto, Y.:
   “Surface stability of an encapsulated bubble subjected to an ultrasonic pressure wave”
   J. Fluid Mech. 691, 315-340 (2012).
5. Ii, S., Sugiyama, K., Takeuchi, S., Takagi, S., Matsumoto, Y. and Xiao, F.:
   “An interface capturing method with a continuous function: the THINC method with multi-dimensional reconstruction”
   J. Comput. Phys. 231, 2328-2358 (2012).
6. Ii, S., Gong, X., Sugiyama, K., Wu, J., Huang, H. and Takagi, S.:
   “A full Eulerian fluid-membrane coupling method with a smoothed volume-of-fluid approach”
   Comm. Comput. Phys. 12, 544-576 (2012)
7. Takagi, S., Sugiyama, K., Ii, S. and Matsumoto, Y.:
   “A review of full Eulerian methods for fluid-structure interaction problems”
   J. Appl. Mech. 79, 010911 (2012)
8. Sugiyama, K., Ii, S., Takeuchi, S., Takagi, S. and Matsumoto, Y.:
   “A full Eulerian finite difference approach for solving fluid-structure coupling problems”
   J. Comput. Phys. 230, 596-627 (2011)
9. Liu, Y.-Q., Sugiyama, K., Takagi, S. and Matsumoto, Y.:
   “Numerical study on the shape oscillation of an encapsulated microbubble in ultrasound field”
   Phys. Fluids 23, 041904 (2011)
10. *Sugiyama, K., Ni, R., Stevens, R.J.A.M., Chan, T.S., Zhou, S.-Q., Xi, H.-D., Sun, C., Grossmann, S., Xia, K.-Q. and Lohse, D.:
    “Flow reversals in thermally driven turbulence”
    Phys. Rev. Lett. 105, 034503 (2010).