LS-DYNA 技術情報

新しい価値創出に貢献する大規模CAEシミュレーション (1.14 MB )
貞本 将太, 金堂 剣史郎, 永濱 由徳, p.94-100

製造業の製品開発における品質向上，期間短縮，コスト削減などの課題に対して，CAE（Computer Aided Engineering）を活用した数値シミュレーションが広く普及してきている。従来は計算環境やソフトウェアが高精度・高性能な計算に対応しきれていなかったために，シミュレーションできる物理現象が限られていた。しかし，近年の計算機の高並列化による処理能力の向上や扱えるデータ規模の拡大，ソフトウェア自体の高性能化により，複雑な物理現象のシミュレーションが可能になってきた。富士通はこれまでに，種々の製品開発に広く用いられるLS-DYNAをはじめとするCAEソフトウェアの高並列計算への適用支援や性能評価を行ってきた。
本稿では，大規模CAEシミュレーションの活用事例として，国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構様のaFJRプロジェクトにおけるLS-DYNAを用いた航空機エンジン部材のバードストライクシミュレーションを紹介する。本事例では，テストモデルを用いた評価によって高並列計算を行う上での知見を得た。また，その知見を活用して実用モデルの大規模CAEシミュレーションを行い，従来に比べて高精度な結果を得ることができた。

特集：テクニカルコンピューティング

非線形動的構造解析ソフトウェアLS-DYNAの高速化への取組み (1.46MB)
金堂 剣史郎, p.345-351

LS-DYNAは世界の多くの自動車会社で利用されている非線形動的構造解析ソフトウェアである。LS-DYNAでは解析モデルの詳細化に伴い計算時間が増大してきており，高速化が強く望まれている。富士通はLS-DYNAを開発している米国Livermore Software Technology Corporation(LSTC社)のパートナとして，ハイパフォーマンスコンピューティング向けにLS-DYNAの並列版に関して開発支援を行っている。富士通が販売している並列版LS-DYNAはOpenMPによるSMP版，MPIによるMPP版，SMP版とMPP版の組合せによるHybrid版の3種類があり，現在はスーパーコンピュータ「京」向けに大規模並列に適したHybrid版の高速化を実施している。
本稿では，Hybrid版LS-DYNAの大規模並列性能を紹介し，さらにハードウェアバリアの使用や計算負荷の可視化を利用したロードバランスの改善による高速化の方法と効果を紹介する。

特集：スーパーコンピュータ「京」

LS-DYNAによる自動車の大規模衝突解析 (358KB)
金堂 剣史郎, 牧野光弘, p.570-575

計算機シミュレーションによる自動車の衝突解析は，自動車開発の期間短縮とコスト削減に欠かせないツールとなっている。開発期間の更なる短縮のため，解析モデルの作成時間短縮の研究が進められ，短時間で人手を介さずに解析モデルを作成することが可能となりつつある。しかし，人手を介さない解析モデルの作成では，実用レベルの解析精度を得るために，現在自動車会社で利用されている解析モデルの10倍以上に詳細化が必要となり，実用的な時間で解析することはできない。そこで，並列計算機を用いた高並列計算での実用解析の実現可能性について検討した。
本稿では，自動車会社における大規模解析の必要性を述べ，非線形動的構造解析ソフトウェアLS-DYNAを利用し，現在自動車会社で利用されている規模の解析モデルを10倍に詳細化させた1000万要素の解析モデルを512並列まで高並列実行させ，その結果知り得た技術情報，高速化の施策および今後の検討課題を述べる。

特集：科学ソリューション

鋼球落下による基板の衝撃強度信頼性評価 (299KB)
舘野正, 井門修, 伊東伸孝, p.251-256

携帯電話などモバイル機器に搭載されているLSIパッケージおよびメモリなどは，微細なはんだボールによって実装するBGA(Ball Grid Array)タイプが主流である。これらの実装部品は落下衝撃に対する実装強度が重要であり，その接合信頼性は自由落下実験で確認している。しかし，この試験では落下姿勢を一定にすることは難しく，衝撃の再現性がないため評価が安定しないなどの問題があった。これらの解決方法として，プリント基板(PT板)の自由落下と同程度の衝撃歪みを与える鋼球落下による評価法を検討してきた。
そこで鋼球落下による衝撃寿命測定のための装置を開発し，BGAの寿命試験に関して，PT板の固定方法と衝撃歪み，鋼球の落下高さと衝撃歪み，およびBGA破断判定などを評価した。同時に，自由落下と鋼球落下衝撃による歪みを衝撃解析ソルバ“LS-DYNA”によって計算し，LSIパッケージ近傍のPT板表面に発生する衝撃歪みをそれぞれの実測結果と比較した。

特集1: 「CS100」 特集2：「VPS・物理シミュレーション」