スーパーコンピューター「京」で「骨組構造物」の健全性を分析
―組立構造解析により国内外の耐震性の高いインフラ整備に貢献―

独立行政法人日本原子力研究開発機構（理事長 松浦祥次郎。以下、「原子力機構」という。）システム計算科学センターと千代田化工建設株式会社 (代表取締役社長澁谷省吾。以下「千代田化工建設」という。)は共同で、最先端のスーパーコンピューター「京」^1）（以下「京」という。）の超並列計算環境^2）を活用して、「組立構造解析」^3）で耐震性評価^4）に不可欠な数値計算結果の「確かさ」を大幅に向上する原理を確立しました。

世の中にある構造物のほとんどは複数の部品からなる組立品です。組立品の健全性解析には、部品が結合する部分の取り扱いに経験的な知識やノウハウが必要とされてきました。そこで一層合理的な組立品の健全性分析を実現するため、その一つの課題である構造物を「あるがまま」の状態でシミュレーションする技術開発に取り組んできました。一方、従来のスーパーコンピューターは、沢山の部品から組み立てられた構造物の膨大なデータを複数同時に計算することが不可能でした。

今般原子力機構が開発した「組立構造解析」コードを「京」で動作するようにし、構造物を「あるがまま」の状態でシミュレーションできるようにしました。具体的には組立品の振動状態を分析するうえで欠かせない、構造物が共振しやすい状態^5）を求める解析を、「京」上で複数の設計案を異なる複数の計算手段で同時並行して実施し、計算時間を短縮すると同時に、計算結果の「確かさ」を飛躍的に向上させることに成功しました。また、実際に観測された地震波を入力とする組立品の振動状態を分析するシミュレーションをも成功させました。

今後、本研究成果を原子力分野は元より産業応用にも一層展開し、より健全性の高い機器や施設の開発・設計に生かし、国内外の耐震性の高いインフラ整備に貢献していきます。本研究開発は、文部科学省HPCI戦略プログラムの一課題である分野４ 次世代ものづくりにおける課題５ 原子力施設等の耐震シミュレーションの研究開発で実施したものです。