JP2010072978A - System and device for analyzing particle behavior, information output device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粒子挙動解析システム、粒子挙動解析装置、情報出力装置、プログラムに関する。 The present invention relates to a particle behavior analysis system, a particle behavior analysis device, an information output device, and a program.
粉体や粒体(何れも個々の粒子の集合体の意味である)の挙動をシミュレーションにより解析する仕組みが考えられている。たとえば、プリンタ装置、ファクシミリ装置、またはそれらの機能を有する複合機などの画像形成装置において使用される粉体(トナー粒子やキャリア粒子など)などにおける、1種もしくは複数種の粒子が混合された状態での粒子の挙動をシミュレーションにより解析する。 A mechanism for analyzing the behavior of powder and granules (both meaning the aggregate of individual particles) by simulation is considered. For example, a state in which one or more kinds of particles are mixed in powder (toner particles, carrier particles, etc.) used in an image forming apparatus such as a printer device, a facsimile device, or a multifunction device having the functions thereof Analyzes the behavior of particles in the simulation.
たとえば、画像形成装置において電子写真方式を利用する場合、一般的には、感光ドラムなどの光導電性絶縁体上に一様な静電荷を与え、様々な手段によりこの光導電性絶縁体上に光像を照射することによって静電潜像を形成し、次いで、形成した潜像を現像器を用いて磁性粉体を用いて現像可視化し、紙などの記録媒体にトナー粉像を転写した後に定着させ、印刷物を得る。 For example, when an electrophotographic system is used in an image forming apparatus, generally, a uniform electrostatic charge is applied to a photoconductive insulator such as a photosensitive drum, and the photoconductive insulator is applied to the photoconductive insulator by various means. An electrostatic latent image is formed by irradiating a light image, and then the formed latent image is developed and visualized using a magnetic powder using a developing device, and the toner powder image is transferred to a recording medium such as paper. Fix to obtain printed matter.
このような電子写真方式による画像形成装置においては、容器に収容されている磁性粉体の攪拌や磁性ローラへの搬送、磁性ローラへの吸着、記録画像に応じて帯電され潜像が形成されている感光体への飛翔などの振る舞いが記録画像の画質に影響を与える。そこで、この磁性粉体の挙動の解析が電子写真装置本体や現像装置の開発にとって重要となる。 In such an electrophotographic image forming apparatus, the magnetic powder contained in the container is agitated, conveyed to the magnetic roller, adsorbed to the magnetic roller, and charged according to the recorded image to form a latent image. The behavior such as flight to the existing photoconductor affects the quality of the recorded image. Therefore, analysis of the behavior of the magnetic powder is important for the development of the electrophotographic apparatus main body and the developing apparatus.
個々の粒子の挙動シミュレーションについては、個別要素法または離散粒子法と呼ばれる方法が普及されている。個別要素法は粉体を構成する個々の粒子の挙動を運動方程式に基づいて追跡することにより、精度よく粉体の挙動をシミュレートする方法である。粉体の性質を個々の粒子として取り扱う粒子挙動解析を粒子シミュレーションとも称する。 A method called individual element method or discrete particle method is widely used for behavior simulation of individual particles. The discrete element method is a method of accurately simulating the behavior of powder by tracking the behavior of individual particles constituting the powder based on the equation of motion. Particle behavior analysis that handles the properties of powder as individual particles is also called particle simulation.
しかしながら、個別要素法に基づいた粒子挙動計算アルゴリズムでは、概ね粒子数の2乗で解析負荷が増大するので、粒子数が多くなると、計算量が膨大になり、いくら計算機の性能が向上したとはいっても、実際の系と同等の粒子数での計算を実行することは困難な場合が多い。 However, in the particle behavior calculation algorithm based on the discrete element method, the analysis load increases approximately by the square of the number of particles. Therefore, if the number of particles increases, the amount of calculation becomes enormous and the performance of the computer improves. However, it is often difficult to perform calculations with the same number of particles as the actual system.
そこで、従来の粒子挙動シミュレーション方法として、計算時間の短縮を目的として、プログラムがインストールされた電子計算機を複数台使用し、各プログラムの並列化動作による分散処理を行なうことが提案されている(特許文献1,2を参照)。
Therefore, as a conventional particle behavior simulation method, for the purpose of shortening the calculation time, it has been proposed to use a plurality of computers with installed programs and perform distributed processing by parallel operation of each program (patent)
特許文献1に記載の仕組みでは、マルチプロセッサによる並列処理を行なう際に、プロセッサの内の1つのプロセッサが、複数の処理対象ファイルを複数のファイル群に分け、組分ステップで分けた各ファイル群を複数のプロセッサの内の少なくとも1つ以上の対象プロセッサに割り当て、組分ステップで分けた各ファイル群に各々対応する読み出し用バッファをメインメモリに設定する。さらに、1つのプロセッサは、割当ステップでファイル群を割り当てた対象プロセッサに対し、処理プログラムの起動を指示し、不揮発性ストレージに対するデータの読出しおよび書込みを制御するストレージコントローラに対し、不揮発性ストレージに記憶された処理対象ファイルを設定ステップで処理対象ファイルが属するファイル群に対応付けられてメインメモリに設定された読出し用バッファに各々読み出す。これにより、不揮発性ストレージに記憶された複数の処理対象ファイルを読み出す際の時間を短縮することができ、処理時間の短縮や、処理効率の向上を図ることができるようにしている。
In the mechanism described in
特許文献2に記載の仕組みでは、各粒子の磁気力、静電気力、接触力の各粒子間相互作用について、それぞれ各別の力マトリクスを用いて、特定プロセッサに分散して計算、特定プロセッサ間で通信し分散して計算した相互作用力の和を求め、各粒子の運動方程式を解いて位置座標を計算する。各粒子の位置座標を特定プロセッサに通信し、計算情報を更新し、所定の計算ステップに到達するまで、同様の処理を繰り返す。これにより、プロセッサ間通信量を低減させることができるようにしている。
In the mechanism described in
本発明は、力分割法を適用して粒子挙動解析を行なう際に、解析結果の出力処理効率の低下を防止できる仕組みを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a mechanism capable of preventing a reduction in output processing efficiency of an analysis result when a particle behavior analysis is performed by applying a force division method.
請求項1に記載の発明は、粒子を力行列を使用した力分割法により分割し、それぞれの分割部分を各粒子挙動解析装置に割り当てる分割処理部と、それぞれの前記粒子挙動解析装置に設けられた、他の前記粒子挙動解析装置との間で情報通信を行ないつつ、前記力分割法により割り当てられた前記分割部分について、粒子に作用する他の物質との間での相互作用力を考慮して前記粒子の挙動を計算する粒子挙動計算部と、前記力行列における行方向ごとに、各粒子挙動解析装置により得られた解析結果を纏めて出力する行方向処理結果出力処理部と、を備えた粒子挙動解析システムである。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明においてさらに、前記行方向処理結果出力処理部は、前記力行列における行方向ごとに、前記力行列を構成する各粒子挙動解析装置の何れかに備えられている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the row direction processing result output processing unit is configured so that each of the particle behavior analysis devices that constitute the force matrix for each row direction in the force matrix. It is provided in either.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明においてさらに、前記行方向処理結果出力処理部は、前記力行列における同一列の粒子挙動解析装置に備えられている。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the row direction processing result output processing unit is provided in the particle behavior analysis apparatus of the same column in the force matrix.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の内の何れか一項に記載の発明においてさらに、前記力分割法により前記粒子の挙動を解析する際に当該行以外の各粒子挙動解析装置との間で情報通信を行なう主通信線とは別に、前記力行列における行方向の各粒子挙動解析装置との間で情報通信を行なう副通信線が設けられている。 According to a fourth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, when analyzing the behavior of the particles by the force splitting method, each particle behavior analysis other than the row is analyzed. In addition to the main communication line for performing information communication with the apparatus, a sub communication line for performing information communication with each particle behavior analysis apparatus in the row direction in the force matrix is provided.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明においてさらに、前記力行列における行方向の各粒子挙動解析装置は同一の筐体に収容されており、前記副通信線は前記筐体内にある。 According to a fifth aspect of the invention, in the fourth aspect of the invention, the particle behavior analysis devices in the row direction in the force matrix are accommodated in the same casing, and the sub communication line is in the casing. It is in.
請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の発明においてさらに、前記行方向処理結果出力処理部は、前記力行列における行方向ごとに、前記力行列を構成する各粒子挙動解析装置とは別に備えられている。
The invention according to
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6の内の何れか一項に記載の発明においてさらに、前記力行列における行方向ごとの前記行方向処理結果出力処理部はそれぞれ、解析結果が粒子番号順に並ぶ順序で出力処理を行なう。
The invention according to
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明においてさらに、それぞれの前記行方向処理結果出力処理部は、列方向に、解析結果が粒子番号順に並ぶ順序で出力処理を行なう。 According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the invention, each of the row direction processing result output processing units performs an output process in the order in which the analysis results are arranged in the order of the particle numbers in the column direction.
請求項9に記載の発明は、他の粒子挙動解析装置との間で情報通信を行ないつつ、力分割法により割り当てられた分割部分について、粒子に作用する他の物質との間での相互作用力を考慮して前記粒子の挙動を計算する粒子挙動計算部と、力分割法による粒子挙動解析を行なう際の力行列における行方向ごとに、各粒子挙動解析装置により得られた解析結果を纏めて出力する行方向処理結果出力処理部とを備えた粒子挙動解析装置である。
The invention according to
請求項10に記載の発明は、力分割法による粒子挙動解析を行なう際の力行列における行方向ごとに、力行列を構成する各粒子挙動解析装置とは別に、各粒子挙動解析装置により得られた解析結果を纏めて出力する行方向処理結果出力処理部を備えた情報出力装置である。
The invention according to
請求項11に記載の発明は、他の粒子挙動解析装置との間で情報通信を行ないつつ、力分割法により割り当てられた分割部分について、粒子に作用する他の物質との間での相互作用力を考慮して前記粒子の挙動を計算する粒子挙動計算部と、力分割法による粒子挙動解析を行なう際の力行列における行方向ごとに、各粒子挙動解析装置により得られた解析結果を纏めて出力する行方向処理結果出力処理部としてコンピュータを機能させるプログラムである。
The invention according to
請求項12に記載の発明は、力分割法による粒子挙動解析を行なう際の力行列における行方向ごとに、力行列を構成する各粒子挙動解析装置とは別に、各粒子挙動解析装置により得られた解析結果を纏めて出力する行方向処理結果出力処理部としてコンピュータを機能させるプログラムである。
The invention according to
請求項1,2,9,10,11,12に記載の発明によれば、力行列を構成する何れか1つの粒子挙動解析装置が全ての粒子挙動解析装置分を纏めて解析結果の出力処理を行なう場合に比べて、解析結果の出力処理効率の低下を防止することができる。 According to the first, second, ninth, tenth, eleventh, and twelfth aspects of the present invention, any one of the particle behavior analysis devices constituting the force matrix collects all the particle behavior analysis devices and outputs an analysis result. As compared with the case of performing the above, it is possible to prevent the output processing efficiency of the analysis result from being lowered.
請求項3に記載の発明によれば、本請求項3に係る発明の構成を有さない場合と比較して、各粒子挙動解析装置が行なう解析結果の出力処理時間を短縮できる。 According to the third aspect of the present invention, the output processing time of the analysis result performed by each particle behavior analysis device can be shortened as compared with the case where the configuration according to the third aspect of the present invention is not provided.
請求項4に記載の発明によれば、解析結果の出力処理用の情報通信が、解析処理用の計算情報の主通信帯域のみを使用した場合と比較して、処理効率はさらに向上する。 According to the fourth aspect of the present invention, the processing efficiency is further improved as compared with the case where the information communication for the output processing of the analysis result uses only the main communication band of the calculation information for the analysis processing.
請求項5に記載の発明によれば、本請求項5に係る発明の構成を有さない場合と比較して、使い勝手がよくなる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によれば、本請求項6に係る発明の構成を有さない場合と比較して、出力処理のオーバーヘッドが解析処理に及ぼす影響を削減できる。 According to the sixth aspect of the present invention, the influence of the overhead of the output process on the analysis process can be reduced as compared with the case where the configuration of the present invention according to the sixth aspect is not provided.
請求項7に記載の発明によれば、本請求項7に係る発明の構成を有さない場合と比較して、行の各粒子挙動解析装置での解析結果に基づく情報提示をスムーズに行なうことができる。
According to the invention described in
請求項8に記載の発明によれば、本請求項8に係る発明の構成を有さない場合と比較して、全ての粒子挙動解析装置での解析結果に基づく情報提示をスムーズに行なうことができる。 According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to smoothly present information based on the analysis results of all the particle behavior analysis devices, compared with the case where the configuration of the present invention according to the eighth aspect is not provided. it can.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下においては、解析対象粒子が存在する装置として、たとえば、プリンタ装置、ファクシミリ装置、またはそれらの機能を有する複合機などの画像形成装置を例に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an image forming apparatus such as a printer apparatus, a facsimile apparatus, or a multifunction machine having these functions will be described as an example of an apparatus in which particles to be analyzed exist.
解析対象粒子との関係においては、トナー粒子のみまたはキャリア粒子とトナー粒子からなる現像剤を用いる電子写真方式による画像形成装置の現像装置における現像剤挙動解析に着目する。ただしこれは一例であって、本実施形態の仕組みが適用される装置は画像形成装置に限定されない。 In relation to the analysis target particles, attention is paid to developer behavior analysis in a developing device of an electrophotographic image forming apparatus using only toner particles or a developer composed of carrier particles and toner particles. However, this is merely an example, and an apparatus to which the mechanism of the present embodiment is applied is not limited to an image forming apparatus.
<画像形成装置の概要>
図1は、印刷装置(プリンタ)や複写装置(コピー機)などの電子写真方式の画像形成装置の一構成例を示す図である。図示のように、画像形成装置1は、感光体10を中心として、その近傍に配された直流電源22、交流バイアス電源24、および帯電部26を具備した帯電装置20、レーザ光源32やポリゴンミラー34やモータ36を具備した露光装置30、図示しない攪拌機構を備えた現像装置40、転写電源52および転写部54を具備した転写装置50、およびブレード機構を持つクリーニング装置60と、用紙搬送路上の後流側の所定位置に配されたロール機構を具備した定着装置70とを備えている。
<Outline of image forming apparatus>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an electrophotographic image forming apparatus such as a printing apparatus (printer) or a copying apparatus (copier). As shown in the figure, the
現像装置40には、現像剤粒子102が充填されている。図では、1つの現像剤粒子102を便宜的に1つの丸で示している。実際には、現像剤粒子102はたとえば、それぞれ物性や粒径の異なる磁性体から構成されたキャリア粒子と非磁性のトナー粒子(たとえば黒色トナー粒子)とを含有して構成された2成分方式のものである。キャリア粒子とトナー粒子との対によって、全体として磁性粉体が形成されるようにしている。トナー粒子は、キャリア粒子に静電力により互いに吸着されている。一般的には、キャリア粒子の粒径の方がトナー粒子の粒径よりも大きい。なお、トナー粒子としては、磁性トナーを使用してもよい。 The developing device 40 is filled with developer particles 102. In the figure, one developer particle 102 is indicated by one circle for convenience. Actually, the developer particle 102 is, for example, a two-component system constituted by containing carrier particles made of magnetic materials having different physical properties and particle sizes and non-magnetic toner particles (for example, black toner particles). Is. A magnetic powder is formed as a whole by a pair of carrier particles and toner particles. The toner particles are adsorbed to the carrier particles by electrostatic force. In general, the particle size of the carrier particles is larger than the particle size of the toner particles. Note that magnetic toner may be used as the toner particles.
現像装置40は、収納容器101内に、表面に現像剤粒子102を担持する担持ロールの一例である現像ロール140(マグロール、マグネットローラ、磁気搬送ローラとも言われる)を、周面が開口部101aから少し突き出すように備える。現像ロール140内には、その内周縁に沿って、所定間隔で所定数のマグネット142が配置されている。
The developing device 40 includes a developing roll 140 (also referred to as a mag roll, a magnet roller, or a magnetic transport roller), which is an example of a carrying roll carrying the developer particles 102 on the surface, in the
また、現像装置40は、現像ロール140の近傍に、高さ規制部材や層形成部材として機能する規制ブレード150を備え、マグネット142による磁力線に沿ってできた現像剤粒子102の磁気ブラシ(穂立ち)の高さを規制するようになっている。
Further, the developing device 40 includes a
現像ロール140は、矢印X方向に回転される感光体10とともに、感光体10と対向する側のその表面の回転移動方向が、感光体10の移動方向Xと同じ向き(矢印Y方向)に回転される。感光体10の移動方向Xと逆向きに回転駆動するようにしてもよい。
The developing
現像剤粒子102は、攪拌機能を持つ攪拌搬送ロール(図示せず)により攪拌され摩擦帯電されつつ現像ロール140側に搬送される。規制ブレード150によって現像剤粒子102の現像ロール140への吸着量が規制され一定の高さで現像ロール140の周縁に現像剤粒子102が付着する。キャリア粒子は、現像ロール140に内蔵されたマグネット142からの磁場により磁気ブラシを構成する。トナー粒子はキャリア粒子とともに、感光体10に対向する部分まで搬送される。
The developer particles 102 are conveyed to the developing
画像形成装置1を複写装置として構成する場合、先ず、帯電装置20によって、直流電源22からの直流電圧に交流バイアス電源24からの交流バイアス電圧を重畳させて帯電電位(初期電位)を生成し、この帯電電位で、感光体10の表面を一様な表面電位に帯電させる。
When the
この後、原稿を図示しない読取装置によってスキャンして得た画像データに従って感光体10の表面に露光装置30に備えられるレーザ光源32から発せられるレーザ・ビームをモータ36により回転駆動されるポリゴンミラー34でスキャンすることによって、感光体10表面を露光して所望の潜像電位からなる静電潜像を形成する。
After that, a
続いて、現像装置40は、図示しない攪拌機構において出力色のトナー粒子やキャリア粒子などでなる現像剤粒子102を混合しながら、その現像剤粒子102中のトナー粒子を感光体10の表面に形成されている静電潜像に重畳することでトナー像を感光体10の表面に形成させる。
Subsequently, the developing device 40 forms the toner particles in the developer particles 102 on the surface of the
すなわち、現像ロール140は、感光体10に対向して設けられており、現像ロール140に吸着された現像剤粒子102のうちトナー粒子は、帯電されており、静電気力により感光体10に吸着される。このとき、感光体10の表面は、記録画像に応じて帯電されることで静電潜像が形成されており、トナー粒子は、感光体10に形成された静電潜像に応じて吸着される。これによって、感光体10の表面に形成された潜像は現像化される。現像処理後のキャリア粒子と、感光体10側に飛翔されなかったトナー粒子とは、収納容器101内に回収される。
That is, the developing
この後、転写装置50は、感光体10の表面に形成されているトナー像を、外部から搬送されてきた印刷用紙上に転写する。感光体10と転写部54とが対向する所定範囲を転写領域と称する。
Thereafter, the transfer device 50 transfers the toner image formed on the surface of the
転写済の用紙は定着装置70側に搬送され、定着装置70にて加熱溶融・圧着作用によりトナー像を転写体としての印刷用紙上に定着する。定着済の用紙は、図示しない排出装置によって、画像形成装置1の外に排紙される。
The transferred sheet is conveyed to the fixing
一方、クリーニング装置60は、転写装置50による転写後の感光体10の表面に残留する残留トナーを除去する。清掃後の感光体10の表面には残留電位が残っているが、帯電装置20で初期電位を印加してから次の電子写真プロセスに利用される。
On the other hand, the
なお、カラー画像形成用の画像形成装置1を構成する場合、画像形成に関わる主要部の構成としては、たとえば転写装置50にて直接に用紙に感光体10のトナー像を転写体である用紙に転写させるのではなく、たとえば、K(黒),Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)の出力色に対応する複数のエンジンを、たとえばK→Y→M→Cの順にインライン状に配列し、K,Y,M,Cの画像を4つのエンジンで並列的(同時進行的)に処理する、すなわち配置位置に応じた時間を隔てて、1色ずつ中間転写ベルトに感光体10のトナー像を転写(特に1次転写という)させ、その後、中間転写ベルト上のトナー像を用紙に転写(特に2次転写という)させるように構成したタンデム型のカラー画像形成装置にしてもよい。
In the case where the
このような電子写真プロセスでは、感光体10に対する帯電、スキャンした原稿イメージの露光、現像すなわち感光体10へのトナー重畳、用紙へのトナー転写およびトナー定着、感光体10のクリーニングという複数の工程からなる。電子写真プロセスでは、たとえば、攪拌、現像、転写などの各プロセスにおいて粉体挙動解析シミュレーションを適用することで、現実に画像形成実験を行なうことなく、形成される画像を予測し評価する。キャリア粒子およびトナー粒子の挙動の解析が、電子写真装置本体や現像装置40の開発にとって重要な要素となる。
In such an electrophotographic process, charging of the
たとえば、現像装置40の解析では、攪拌プロセスや現像プロセスなどが解析対象となる。たとえば、規制ブレード150の攪拌搬送ロール側の所定範囲領域を層形成領域と称し、現像剤粒子102についての粒子挙動解析では、磁場および重力場の作用を考慮する。また、攪拌搬送ロールにより攪拌・搬送される所定範囲領域を攪拌搬送領域と称し、現像剤粒子102についての粒子挙動解析では、重力場の作用を考慮する。
For example, in the analysis of the developing device 40, an agitation process, a development process, and the like are analyzed. For example, a predetermined range area on the stirring and conveying roll side of the
攪拌搬送領域と層形成領域との間の現像剤粒子102が現像ロール140に磁気吸着される所定範囲領域をピックアップ領域と称し、現像剤粒子102についての粒子挙動解析では、磁場および重力場の作用を考慮する。
A predetermined area where the developer particles 102 between the agitating and conveying area and the layer forming area are magnetically attracted to the developing
感光体10と現像ロール140の各周縁が対向し現像作用の行なわれる範囲領域を現像ニップ領域と称し、現像剤粒子102についての粒子挙動解析では、電場、磁場、および重力場の作用を考慮する。現像剤粒子102の回収される所定範囲領域をピックオフ領域と称し、現像剤粒子102についての粒子挙動解析では、磁場および重力場の作用を考慮する。
A range area where the peripheral edges of the
感光体10の表面は、記録画像に応じて帯電されており、トナー粒子は、静電力により感光体10の表面に飛翔する。感光体10の表面には、飛翔したトナー粒子が付着し、記録画像に応じたトナー像が形成される。このとき、トナー粒子の感光体10への吸着のされ方によって、記録画像の画質が左右される。トナー粒子は、キャリア粒子により感光体10に搬送されているので、トナー粒子の感光体10への吸着のされ方は、現像ロール140と感光体10との間の現像ニップ領域でのキャリア粒子およびトナー粒子の挙動により決定される。
The surface of the
また、転写装置50における転写プロセスでは、感光体表面粗さや、感光体・中間転写ベルトや用紙などの転写体間の速度差、転写体の接触幅などの転写プロセスにおける条件パラメータを変更しながら、粉体挙動解析シミュレーションを繰り返し行なっていくことで、転写プロセスを再現しながら形成される画質の評価を行なう。因みに、転写プロセスについての粒子挙動解析では、現像剤粒子102(特にトナー粒子)に作用する電場および重力場を考慮する。 Further, in the transfer process in the transfer device 50, while changing condition parameters in the transfer process such as the surface roughness of the photoreceptor, the speed difference between the transfer bodies such as the photoreceptor / intermediate transfer belt and paper, and the contact width of the transfer body, By repeating the powder behavior analysis simulation, the image quality formed is evaluated while reproducing the transfer process. Incidentally, in the particle behavior analysis for the transfer process, an electric field and a gravitational field acting on the developer particles 102 (particularly toner particles) are considered.
<粒子挙動解析システム;第1実施形態>
図2は、粒子挙動解析システムの第1実施形態を示すブロック図である。第1実施形態の粒子挙動解析システム200Aは、それぞれ粒子挙動解析機能を有する複数台の粒子挙動解析装置202がネットワーク接続されて構成されている。各粒子挙動解析装置202は、後述する第4実施形態とは異なり、計算処理を行なうコア部分(いわゆるCPUの部分)が1つのシングルコアのものである。
<Particle Behavior Analysis System; First Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram showing the first embodiment of the particle behavior analysis system. The particle behavior analysis system 200A of the first embodiment is configured by connecting a plurality of particle behavior analysis devices 202 each having a particle behavior analysis function to a network. Each particle behavior analysis device 202 is different from the fourth embodiment described later in that the core portion (so-called CPU portion) that performs calculation processing is one single core.
各粒子挙動解析装置202は、主要の処理データを相互にネットワーク208を介して伝達し合い、粒子挙動解析処理を並列的に実行可能になっており、粒子挙動解析システム200Aとしては、事実上の並列型計算装置(クラスタ計算機)として構成されている。ネットワーク208は、通信状態がルーティング機能を持つネットワーク管理装置208aで管理されるようになっている。
Each particle behavior analysis apparatus 202 communicates main processing data to each other via a
各粒子挙動解析装置202は、一例として、一般の電子計算機と同様のもので構成するのがよい。また、図示した例では、粒子挙動解析システム200Aを構成する各粒子挙動解析装置202の内の1台が全体を統括する計算管理ノードの機能を持つ主粒子挙動解析装置202aとして機能するようになっている。主粒子挙動解析装置202aに対して残りの粒子挙動解析装置202が、主粒子挙動解析装置202aにより制御される副粒子挙動解析装置202bとしてネットワーク接続されている。
As an example, each particle behavior analysis device 202 may be configured by the same as a general electronic computer. In the illustrated example, one of the particle behavior analysis devices 202 constituting the particle behavior analysis system 200A functions as a main particle
ここで、本実施形態の副粒子挙動解析装置202bは、詳細は後述するが、力分割法を適用する際に使用される力マトリクス(力行列)における行方向ごとに各副粒子挙動解析装置202bにより得られた解析結果を纏めて出力する機能部(行方向処理結果出力処理部)を具備する代表ノード用のもの(代表副粒子挙動解析装置202b_1)と、それ以外の一般ノード用のもの(一般副粒子挙動解析装置202b_2)とに分けられる。
Here, although the details of the secondary particle
なお、図では便宜的に、ネットワーク管理装置208aから1本のネットワーク線を出し、そのネットワーク線上に主粒子挙動解析装置202aと副粒子挙動解析装置202bとを接続する態様で示しているが、実際には、ネットワーク管理装置208aに備えられる個別のポートに各粒子挙動解析装置202が接続され、各粒子挙動解析装置202間の通信は、このネットワーク管理装置208aを介してなされるようになっている。
In the figure, for convenience, one network line is drawn from the
主粒子挙動解析装置202aには、粒子挙動解析処理用の各種の操作を行なうためのキーボードやマウスなどの指示入力装置210と、処理結果を操作者に画像情報として提示する表示装置212とが接続されている。
Connected to the main particle
このような基本構成のシステム構成を採ることで、複数種類の多体粒子間相互作用がある系について粒子挙動解析処理を行なうに当たり、各粒子の磁気相互作用、静電相互作用、または機械的相互作用(接触力;壁などと粒子間の接触力や粒子間接触)などの各相互作用について、予め定められた分割法を適用して並列処理にて挙動解析を実行する。なお、機械的相互作用は、たとえば、壁やその他の物体と粒子間の接触力や粒子間接触による接触力である。 By adopting such a basic system configuration, when performing particle behavior analysis processing for a system with multiple types of multi-particle interactions, each particle's magnetic interaction, electrostatic interaction, or mechanical interaction For each interaction such as an action (contact force; contact force between a wall or the like and contact between particles), a behavior analysis is executed by parallel processing by applying a predetermined division method. The mechanical interaction is, for example, a contact force between a wall or other object and particles, or a contact force due to contact between particles.
たとえば、キャリア粒子についてはMaxwell方程式を基礎とした磁場解析法などを利用して磁気力を算出し、トナー粒子についてはクーロン力に着目した静電界解析を行ない、さらに、キャリア粒子、トナー粒子の接触力を粒子の接触量から算出し、最終的には、各作用力を組み合わせて運動方程式を解き、現像剤粒子102の挙動を高精度で予測する。 For example, the magnetic force is calculated for carrier particles using a magnetic field analysis method based on the Maxwell equation, the electrostatic field analysis focusing on the Coulomb force is performed for the toner particles, and the contact between the carrier particles and the toner particles is further performed. The force is calculated from the contact amount of the particles, and finally, the equations of motion are solved by combining the acting forces to predict the behavior of the developer particles 102 with high accuracy.
特に本実施形態では、各粒子挙動解析装置202において各相互作用の解析を行なう際、領域分割法(SD;Spatial Decomposition Method)や粒子分割法(PD;Particle Decomposition Method あるいはRD;Replicated Data Method)ではなく力分割法(力マトリクスを用いたアルゴリズム)を用いて解析することで、全プロセッサ(本実施形態の各粒子挙動解析装置202)間の計算用データの通信量を低減させる。計算用データの通信量を低減させることで、多プロセッサ使用時のプログラムの並列化性能を向上させ、計算時間を大幅に短縮する。 In particular, in the present embodiment, when each interaction analysis is performed in each particle behavior analysis apparatus 202, a region decomposition method (SD) or a particle decomposition method (PD: Particle Decomposition Method or RD: Replicated Data Method) is used. By using a force division method (algorithm using a force matrix) instead, the amount of calculation data communication among all the processors (each particle behavior analysis device 202 of the present embodiment) is reduced. By reducing the amount of communication of calculation data, the parallelization performance of the program when using multiple processors is improved, and the calculation time is greatly shortened.
なお、図2に示した粒子挙動解析システム200Aの基本構成では、事実上の並列型計算装置(クラスタ計算機)の構成で示したが、これは一例に過ぎない。図示を割愛するが、それぞれ粒子挙動解析機能を有する複数台の粒子挙動解析装置を第1ネットワークにてネットワーク接続されて並列型計算装置として構成されている複数の粒子挙動解析システムを、さらに、別の第2ネットワークで接続して構成されたものとしてもよい。この場合、各粒子挙動解析システムは、主要の処理データを相互に外部ネットワーク(第2ネットワーク)を介して伝達し合い、それぞれ対象の異なる粒子挙動解析処理を並列的に実行可能になり、このような変形例の粒子挙動解析システムとしては、事実上の並列型計算装置をネットワーク接続してなるグリッド型計算装置として構成される。 In the basic configuration of the particle behavior analysis system 200A shown in FIG. 2, the configuration of a practical parallel computer (cluster computer) is shown, but this is only an example. Although not shown in the figure, a plurality of particle behavior analysis systems each configured with a plurality of particle behavior analysis devices each having a particle behavior analysis function connected to the first network as a parallel computer are further separated. It is good also as what was connected and comprised by the 2nd network. In this case, each particle behavior analysis system can transmit main processing data to each other via an external network (second network), and can execute different particle behavior analysis processing for different objects in parallel. The particle behavior analysis system of a modified example is configured as a grid-type computing device formed by connecting a virtual parallel computing device over a network.
<粒子挙動解析装置;第1実施形態>
図3〜図3Aは、第1実施形態の粒子挙動解析装置202の構成例を示すブロック図である。ここで、図3は、特に計算管理ノードの機能を具備した主粒子挙動解析装置202a(代表ノードの代表副粒子挙動解析装置202b_1を含む)について示している。図3Aは、代表ノード以外の一般ノードの機能を具備した一般副粒子挙動解析装置202b_2について示している。
<Particle behavior analysis apparatus; first embodiment>
3 to 3A are block diagrams illustrating a configuration example of the particle behavior analysis apparatus 202 according to the first embodiment. Here, FIG. 3 shows a main particle
図3に示すように、主粒子挙動解析装置202aは、指示入力装置210などを利用して処理対象データを取り込むデータ入力部220と、粒子挙動解析処理を行なうデータ処理部230と、処理結果を表示装置212などを利用して操作者に提示する情報提示部240とを備えている。データ入力部220と情報提示部240とは、主粒子挙動解析装置202aの計算管理ノードに相当する部分に設けられている。
As shown in FIG. 3, the main particle
また、主粒子挙動解析装置202aの計算管理ノードに相当する部分に、処理対象要素を力分割法により分割するに当たり、それぞれ計算装置で構成され力分割法による粒子挙動解析を行なう各計算システム(プロセッサとも称する;図1では粒子挙動解析装置202)に各分割部分を割り当てる分割処理部250を備えている。分割処理部250は、縦N・横Nの力マトリクスを使用するように設定する。
Each of the calculation systems (processors) each configured by a calculation device and performing particle behavior analysis by the force splitting method is used to divide the processing target element into the portion corresponding to the calculation management node of the main particle
データ入力部220は、指示入力装置210を構成するキーボードやマウスを介して操作者より入力されるコマンドやデータを受け付け、データ処理部230に渡す。
The
データ処理部230は、データ入力部220から入力されたデータに基づいて後述する粒子挙動解析処理を行なう。データ処理部230は、より詳細には、データ受付部232、数値演算処理部234(粒子挙動計算部)、出力データ処理部236、データ記憶部238を有している。
The
データ処理部230は、副粒子挙動解析装置202bに含まれる。ここで、主粒子挙動解析装置202aが代表ノードに該当するときには、図示のように、副粒子挙動解析装置202bとしては、代表副粒子挙動解析装置202b_1を含む。一方、主粒子挙動解析装置202aが代表ノードに該当しないときには、代表副粒子挙動解析装置202b_1に代えて一般副粒子挙動解析装置202b_2にする。
The
データ受付部232は、図示を割愛したデータ記憶部を具備しており、データ入力部220から入力されたデータをデータ記憶部に記憶し、数値計算時に必要なデータを数値演算処理部234に供給する。データ受付部232のデータ記憶部には、たとえば、解析の対象としている現像装置40の構成および現像剤粒子102の座標、物性値に関するデータなどが記憶される。
The
データ記憶部238は、相互作用を計算するためのパラメータ表のデータを記憶する装置であり、メモリバスを介して数値演算処理部234に接続される。ここで、データ記憶部238は、いわゆるCPUと同一の半導体基板上に内蔵される内蔵メモリ(キャッシュメモリ:Cache Memoryとも称される)と同様の一時記憶部238aと、いわゆるメインメモリとも称される外部の半導体製の記憶媒体(たとえば数100MB〜数GB程度の容量のもの)、およびメインメモリより大容量(数100GB以上)のハードディスク装置(HDD)などの外部記憶装置238bとで構成される。周知のように、CPUのアクセスは、メインメモリよりもキャッシュメモリの方が高速である。
The
数値演算処理部234は、データ受付部232から供給されたデータに基づき、粒子の一例である現像剤粒子102(詳細にはキャリア粒子やトナー粒子)について、磁気相互作用、静電相互作用、または機械的相互作用(接触力)など、複数の相互作用を同時に考慮した粒子挙動を、力分割法を適用してシミュレーション処理にて解析する。数値演算処理部234は、その解析結果を出力データ処理部236に供給する。
Based on the data supplied from the
出力データ処理部236は、数値演算処理部234での計算結果を受け取り、数値演算処理部234での計算結果を表示データに変換し、表示装置212に供給する。表示装置212は、出力データ処理部236から供給された表示データに基づく処理結果画像を表示する。実際には確認困難な現像剤粒子102の挙動を視覚的に把握できるように、現像剤粒子102の挙動予測を可視化して表示装置212上に表示するのである。
The output
さらに本実施形態の特徴部分として、図3に示すように、代表副粒子挙動解析装置202b_1の部分は、行方向処理結果出力処理部260を備える。行方向処理結果出力処理部260は、自身が属する同一行の各一般副粒子挙動解析装置202b_2の出力データ処理部236から、それぞれの解析結果を取得する。そして、行方向処理結果出力処理部260は、自身の出力データ処理部236からの解析結果を含めて、当該行の各解析結果を纏めて計算管理ノードの情報提示部240にファイル出力する。
Furthermore, as a characteristic part of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the representative secondary particle behavior analysis apparatus 202b_1 includes a row direction processing result output processing unit 260. The row direction processing result output processing unit 260 acquires each analysis result from the output
また、図3Aに示すように、一般副粒子挙動解析装置202b_2は、代表副粒子挙動解析装置202b_1における行方向処理結果出力処理部260を備えていない。出力データ処理部236は、それぞれの解析結果を、自身が属する同一行の代表副粒子挙動解析装置202b_1の行方向処理結果出力処理部260にファイル転送する。
As shown in FIG. 3A, the general secondary particle behavior analysis apparatus 202b_2 does not include the row direction processing result output processing unit 260 in the representative secondary particle behavior analysis apparatus 202b_1. The output
[ファイル出力処理の問題点]
図4〜図4Aは、本実施形態を適用しない比較例の力分割法における、各ノードで取得された解析結果を出力するファイル出力処理の問題点を説明する図である。
[Problems with file output processing]
4A to 4A are diagrams for explaining problems of the file output process for outputting the analysis result obtained at each node in the force division method of the comparative example to which the present embodiment is not applied.
たとえば、遠距離力や近距離力など複数の粒子の相互作用を計算する場合に、領域分割法を使わず力分割法を適用した粒子挙動解析処理とすることで解析処理時間を短縮する。ただし、このような力分割法を適用した粒子挙動解析処理とすると、近距離力を計算するために粒子情報(座標)は毎ステップ通信するため、領域分割を適用した場合と比較すると通信負荷は大きくなり高い並列化性能が得られない。 For example, when calculating the interaction of a plurality of particles such as a long-distance force and a short-distance force, the analysis processing time is shortened by adopting a particle behavior analysis process using the force division method without using the region division method. However, in the particle behavior analysis process using such a force division method, particle information (coordinates) is communicated every step in order to calculate the short distance force, so the communication load is less than when applying region division. It becomes large and high parallelization performance cannot be obtained.
なお、分割法を適用して複数のコンピュータで並列化処理を行なうと通信負荷が大きくなるのは、力分割法に限った話ではない。並列処理における一般的な問題点として、複数プロセッサを用いた場合に、並列数に応じて全処理時間における計算用データ通信時間の比率が増大し、並列化の効果が飽和するようになる。 It is not limited to the force division method that the communication load increases when the division method is applied to perform parallel processing on a plurality of computers. As a general problem in parallel processing, when a plurality of processors are used, the ratio of the data communication time for calculation in the total processing time increases according to the parallel number, and the effect of parallelization becomes saturated.
各ノードの数値演算処理部234は、粒子挙動を力分割法を適用してシミュレーション処理にて解析した処理結果(解析結果)を出力データ処理部236に供給する。各ノードの出力データ処理部236は、解析結果のファイル出力のため、力マトリクスを構成する何れか1つの計算ノード(ここでは主粒子挙動解析装置202a)の出力データ処理部236に、それぞれの解析結果を転送する。主粒子挙動解析装置202aを構成する副粒子挙動解析装置202bの出力データ処理部236は、自身を含む各副粒子挙動解析装置202bの解析結果を纏めてファイル出力する。
The numerical
つまり、図4に示すように、比較例の粒子挙動解析システム200Xにおける力分割による並列処理では、1つの計算ノード(CPU)が各粒子挙動解析装置202の解析結果を纏めてファイル出力を行なうため、その計算ノードは、計算用データの通信負荷だけでなく、ファイル出力データの通信負荷も加わってしまい、大きなオーバーヘッドが生じる。このため、その計算ノードは、他のノードに比べて挙動解析処理時間が長く掛る。この影響は、粒子挙動解析システム200全体に及ぶので、全体としての挙動解析処理時間が長く掛ることになる。 That is, as shown in FIG. 4, in the parallel processing by force division in the particle behavior analysis system 200 </ b> X of the comparative example, one calculation node (CPU) collectively outputs the analysis results of each particle behavior analysis device 202 and outputs a file. The computation node adds not only the computation data communication load but also the file output data communication load, resulting in a large overhead. Therefore, the computation node takes a longer time for behavior analysis processing than the other nodes. Since this influence extends to the entire particle behavior analysis system 200, the behavior analysis processing time as a whole takes a long time.
さらに、図4Aに示すように、比較例の粒子挙動解析システム200Xにおける計算用ノード(粒子挙動解析装置202)間を接続する通信線(ネットワーク208)の帯域は、計算用データとファイル出力用データの両者によって使われれる。計算速度に大きな影響を及ぼす計算用データ通信帯域が、ファイル出力用データの通信にも使われるため、並列計算性能の低下が発生する。結果的には、挙動解析処理時間が長く掛ることになる。 Further, as shown in FIG. 4A, the bandwidth of the communication line (network 208) connecting the calculation nodes (particle behavior analysis device 202) in the particle behavior analysis system 200X of the comparative example is calculated data and file output data. Used by both. Since the calculation data communication band that greatly affects the calculation speed is also used for file output data communication, parallel calculation performance deteriorates. As a result, the behavior analysis processing time is long.
本実施形態では、力分割法で使用される力マトリクスの特質に着目して、従前よりもファイル出力(ファイル書込み処理)の通信負荷を軽減できる手法を採る。具体的には、力マトリクスにおける行方向ごとに、各粒子挙動解析装置202により得られた解析結果を纏めてファイル出力を行なうことにする。つまり、力マトリクスを用いた並列処理において、ファイル出力を行なう際に、同一行内の並列計算要素(粒子挙動解析装置202)でファイル出力データを集合させるために通信を行ない、行ごとにファイル出力処理を行なう。 In this embodiment, paying attention to the characteristics of the force matrix used in the force division method, a technique that can reduce the communication load of file output (file write processing) than before is adopted. Specifically, for each row direction in the force matrix, the analysis results obtained by each particle behavior analysis device 202 are collectively output as a file. That is, in parallel processing using a force matrix, when performing file output, communication is performed in order to collect file output data in parallel computing elements (particle behavior analysis device 202) in the same row, and file output processing is performed for each row. To do.
ここで、行ごとにファイル出力処理を行なうノード(CPU、粒子挙動解析装置202)を何れに担当させるかで、様々なシステム態様を採り得る。第1実施形態では、このファイル出力を担当するものを、力マトリクスを構成する当該行に属する何れかの粒子挙動解析装置202にする。このような力マトリクスを構成するノードの内、1行分の解析結果を纏めてファイル出力を行なうノードを特に代表ノードと称し、その代表ノードの粒子挙動解析装置202を代表副粒子挙動解析装置202b_1とする。代表副粒子挙動解析装置202b_1以外の粒子挙動解析装置202を一般副粒子挙動解析装置202b_2と称する。 Here, various system modes can be adopted depending on which node (CPU, particle behavior analysis apparatus 202) that performs the file output process for each line is assigned. In the first embodiment, the one in charge of the file output is any particle behavior analysis apparatus 202 belonging to the row constituting the force matrix. Among the nodes constituting such a force matrix, a node that collects analysis results for one line and outputs a file is particularly referred to as a representative node, and the particle behavior analysis device 202 of the representative node is represented as a representative secondary particle behavior analysis device 202b_1. And The particle behavior analysis device 202 other than the representative secondary particle behavior analysis device 202b_1 is referred to as a general secondary particle behavior analysis device 202b_2.
[処理例:第1実施形態]
図5は、第1実施形態の粒子挙動解析システム200Aのファイル出力処理を説明する図である。
[Processing Example: First Embodiment]
FIG. 5 is a diagram for explaining file output processing of the particle behavior analysis system 200A of the first embodiment.
ここでは、特許文献2の図7〜図12と同様に、32粒子を16個のプロセッサ(16台の粒子挙動解析装置202:16CPUと記す)で並列計算する場合の処理例を示す。力分割法を用いて粒子挙動解析を行なう仕組みそのものについては特許文献2に記載のものと同様で良く、ここではその説明を割愛する。後述する他の実施形態のファイル出力処理の説明においても同様である。
Here, as in FIGS. 7 to 12 of
各ノードの数値演算処理部234は、粒子挙動を力分割法を適用してシミュレーション処理にて解析した処理結果(解析結果)を出力データ処理部236に供給する。力マトリクスを構成する各行の各副粒子挙動解析装置202bの内、代表副粒子挙動解析装置202b_1(代表ノード)を除く一般副粒子挙動解析装置202b_2(一般ノード)の出力データ処理部236は、解析結果のファイル出力のため、同一行の代表副粒子挙動解析装置202b_1の行方向処理結果出力処理部260に、それぞれの解析結果を転送する。
The numerical
代表副粒子挙動解析装置202b_1の行方向処理結果出力処理部260は、自身の出力データ処理部236からの解析結果と、各一般副粒子挙動解析装置202b_2の解析結果を纏めて、計算管理ノードの情報提示部240にファイル出力する。つまり、第1実施形態のファイル出力処理では、力マトリクスの行方向で出力用データを通信し、各代表ノードがファイル出力を行なう。
The row direction processing result output processing unit 260 of the representative secondary particle behavior analysis device 202b_1 collects the analysis result from its own output
各行の代表ノード(代表副粒子挙動解析装置202b_1)は、当該行に関しての出力ファイル中では、解析結果が粒子番号順に並ぶ順序で出力処理を行なうようにする。つまり、解析結果データが粒子番号順に並ぶ順序でファイル出力を行なう。各行の代表ノード(代表副粒子挙動解析装置202b_1)は、順番に、各行の解析結果をファイル出力する。 The representative node (representative subparticle behavior analysis apparatus 202b_1) in each row performs output processing in the order in which the analysis results are arranged in the order of particle numbers in the output file relating to the row. That is, the file output is performed in the order in which the analysis result data is arranged in the order of the particle numbers. The representative node (representative subparticle behavior analysis apparatus 202b_1) in each row sequentially outputs the analysis result of each row as a file.
各行の代表ノードの割当て方と各行の代表ノードからのファイル出力順序の組合せとしては、様々な組合せを採り得る。図5は、最も好適な例を示したものであり、各行の代表ノードは、力マトリクスにおいて列方向に同じ位置のものとしている。図示した例では、ノード#0が0行目のデータ出力#0(粒子#0〜7のデータ)を担当する。よって、ノード#1の出力データ処理部236とノード#0の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#2,3についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#2の出力データ処理部236とノード#0の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#4,5についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#3の出力データ処理部236とノード#0の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#6,7についてファイル出力用のデータ通信がある。これにより、ノード#0には、自身の担当分である粒子#0,1を含む粒子#0〜7の解析結果が集約される。
Various combinations can be adopted as a combination of the method of assigning the representative node of each row and the file output order from the representative node of each row. FIG. 5 shows a most preferable example, and the representative nodes in each row are at the same position in the column direction in the force matrix. In the illustrated example, the
また、ノード#4が2行目のデータ出力#1(粒子#8〜15のデータ)を担当する。よって、ノード#5の出力データ処理部236とノード#4の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#10,11についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#6の出力データ処理部236とノード#4の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#12,13についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#7の出力データ処理部236とノード#4の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#14,15についてファイル出力用のデータ通信がある。これにより、ノード#4には、自身の担当分である粒子#8,9を含む粒子#8〜15の解析結果が集約される。
また、ノード#8が2行目のデータ出力#2(粒子#16〜23のデータ)を担当する。よって、ノード#9の出力データ処理部236とノード#8の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#18,19についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#10の出力データ処理部236とノード#8の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#20,21についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#11の出力データ処理部236とノード#8の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#22,23についてファイル出力用のデータ通信がある。これにより、ノード#8には、自身の担当分である粒子#16,17を含む粒子#16〜23の解析結果が集約される。
また、ノード#12が3行目のデータ出力#2(粒子#24〜31のデータ)を担当する。よって、ノード#13の出力データ処理部236とノード#12の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#26,27についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#14の出力データ処理部236とノード#12の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#28,29についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#15の出力データ処理部236とノード#12の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#30,31についてファイル出力用のデータ通信がある。これにより、ノード#12には、自身の担当分である粒子#24,25を含む粒子#24〜31の解析結果が集約される。
各行方向処理結果出力処理部260は、情報提示部240がその行の各ノードでの解析結果に基づく情報提示をスムーズに行なうように、それぞれが担当する出力ファイル中で、データが粒子番号順に並ぶ順序でファイル出力を順次行なう。また、各行方向処理結果出力処理部260は、たとえば、データ出力#0→データ出力#2→データ出力#3→データ出力#1などのように、解析結果が粒子番号順に並ばない順序で出力処理を行なってもよい。各行方向処理結果出力処理部260は、好ましくは、情報提示部240が全てのノードでの解析結果に基づく情報提示をスムーズに行なうように、データ出力#0→データ出力#1→データ出力#2→データ出力#3のように、列方向にも、解析結果が粒子番号順に並ぶ順序で出力処理を行なうようにする。
Each row direction processing result output processing unit 260 arranges the data in the order of particle numbers in the output file each of which is in charge of the
図示しないが、各行の代表ノードは、力マトリクスにおいて、列方向にそれぞれ異なる位置のものとしてもよい。たとえば、ノード#0が0行目のデータ出力#0(粒子#0〜7のデータ)を担当し、ノード#5が1行目のデータ出力#1(粒子#8〜15のデータ)を担当し、ノード#10が2行目のデータ出力#2(粒子#16〜23のデータ)を担当し、ノード#15が3行目のデータ出力#3(粒子#24〜31のデータ)を担当する。この場合においても、好ましくは、各行方向処理結果出力処理部260は、列方向にも、解析結果が粒子番号順に並ぶ順序で出力処理を行なうようにする。
Although not shown, the representative nodes in each row may be at different positions in the column direction in the force matrix. For example,
[処理例:比較例と第1実施形態の対比]
図5Aは、比較例と第1実施形態の各ファイル出力処理の対比を説明する図である。第1実施形態を適用しない比較例のファイル出力処理では、各計算ノードはNステップ目について並列処理による数値計算を行なってから(S110)、ノード#0にファイル出力のためのデータ通信を行なう(S112)。その後、ノード#0では、自身を含む全ての計算ノード分を纏めてファイル出力処理を行なう(S114)。その後、各計算ノードは(N+1)ステップ目について並列処理による数値計算を行なう(S116)。以下同様である。
[Processing Example: Comparison between Comparative Example and First Embodiment]
FIG. 5A is a diagram for explaining a comparison between each file output process of the comparative example and the first embodiment. In the file output process of the comparative example to which the first embodiment is not applied, each calculation node performs numerical calculation by parallel processing for the Nth step (S110), and then performs data communication for file output to the node # 0 (S110). S112). Thereafter, in
一方、第1実施形態のファイル出力処理では、各計算ノードはNステップ目について並列処理による数値計算を行なう(S120)。この後、行ごとに、それぞれの代表ノードにファイル出力のためのデータ通信を並行して行なう(S122)。たとえば、ノード#0と同一行の他の計算ノード(#1〜#3)は、ノード#0にファイル出力のためのデータ通信を行なう(S122_#0 )。ノード#4と同一行の他の計算ノード(#5〜#7)は、ノード#4にファイル出力のためのデータ通信を行なう(S122_#4 )。ノード#8と同一行の他の計算ノード(#9〜#11)は、ノード#8にファイル出力のためのデータ通信を行なう(S122_#8 )。図示しないが、ノード#12と同一行の他の計算ノード(#13〜#15)は、ノード#12にファイル出力のためのデータ通信を行なう(S122_#12)。
On the other hand, in the file output process of the first embodiment, each calculation node performs numerical calculation by parallel processing for the Nth step (S120). Thereafter, data communication for file output is performed in parallel to each representative node for each row (S122). For example, the other calculation nodes (# 1 to # 3) in the same row as the
その後、各代表ノードでは、自身を含む同一行の計算ノード分を纏めてファイル出力処理を順番に行なう(S124)。たとえば、ノード#0では、自身を含む各計算ノード(#0〜#3)分を纏めてファイル出力処理を行なう(S124_#0 )。その後、ノード#4では、自身を含む各計算ノード(#4〜#7)分を纏めてファイル出力処理を行なう(S124_#4 )。その後、ノード#8では、自身を含む各計算ノード(#8〜#11)分を纏めてファイル出力処理を行なう(S124_#8 )。図示しないが、その後、ノード#12では、自身を含む各計算ノード(#12〜#15)分を纏めてファイル出力処理を行なう(S124_#12)。
Thereafter, in each representative node, the file output processing is performed in order for the calculation nodes in the same row including itself (S124). For example, in the
その後、各計算ノードは(N+1)ステップ目について並列処理による数値計算を行なう(S126)。以下同様である。 Thereafter, each computation node performs numerical computation by parallel processing for the (N + 1) th step (S126). The same applies hereinafter.
このように、第1実施形態のファイル出力処理では、力マトリクスの行ごとに、力マトリクスを構成する何れかの計算ノードを代表ノードとし、力マトリクスの行方向で出力用データを通信し、各代表ノードが順番にファイル出力を行なう。つまり、第1実施形態では、ファイル出力処理を複数の代表ノードで分散処理している点で、ファイル出力処理を1つのノードで集中処理している比較例と異なる。これにより、1つのノードが、他の15台の計算ノードからのファイル出力用データを受け取り16台分を纏めてファイル出力を行なう比較例に比べて、代表ノード当たり3台分の通信で済むので、通信待ち時間は短縮される。また、ファイル出力は、データが粒子番号順に並ぶ順序で、各代表ノードにて出力処理を順次行なうので、各ノードが行なうファイル出力処理時間も短縮される。 As described above, in the file output process of the first embodiment, for each row of the force matrix, any calculation node constituting the force matrix is used as a representative node, and output data is communicated in the row direction of the force matrix. The representative node performs file output in order. That is, the first embodiment is different from the comparative example in which the file output processing is centrally processed by one node in that the file output processing is distributed by a plurality of representative nodes. As a result, one node can communicate with 3 units per representative node, compared to the comparative example in which file output data from the other 15 computation nodes is received and the files are output collectively for 16 units. Communication waiting time is shortened. In addition, since file output is performed sequentially at each representative node in the order in which data is arranged in the order of particle numbers, the file output processing time performed by each node is also shortened.
全体としては、ファイル出力の際のオーバーヘッドが小さくなるので、ファイル出力間隔を小さくしても(高頻度のファイル出力条件でも)挙動解析処理の遅延は抑制される。 As a whole, overhead during file output is reduced, so that even if the file output interval is reduced (even under high-frequency file output conditions), the delay in behavior analysis processing is suppressed.
また、第1実施形態では、行ごとのファイル出力処理を行なうノードを、力マトリクスの行方向ごとに、行の何れかのノードとしているので、システム規模は比較例(従前)と変わりない。システム規模を大きくしなくても、力マトリクスを構成する何れか1つのノードが、全てのノード分を纏めてファイル出力処理を行なうことに起因する処理効率の低下は防止される。 In the first embodiment, since the node that performs the file output process for each row is set as any node in the row for each row direction of the force matrix, the system scale is the same as the comparative example (previous). Even if the system scale is not increased, it is possible to prevent a reduction in processing efficiency due to any one node constituting the force matrix performing the file output processing for all nodes.
<粒子挙動解析システム;第2実施形態>
図6は、粒子挙動解析システムの第2実施形態を示すブロック図である。第2実施形態の粒子挙動解析システム200Bは、行ごとのファイル出力を担当する行方向処理結果出力処理部260を、力マトリクスを構成する当該行に属する何れかの粒子挙動解析装置202にではなく、別のプロセッサに配置するものである。つまり、粒子挙動解析を行なう計算ノードとは別に、行ごとにファイル出力処理を行なうノード(ファイル出力ノードと称する)を備えるものである。このファイル出力ノードを担当する装置を情報出力装置と称する。
<Particle Behavior Analysis System; Second Embodiment>
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the particle behavior analysis system. In the particle behavior analysis system 200B of the second embodiment, the row direction processing result output processing unit 260 responsible for file output for each row is not used for any of the particle behavior analysis devices 202 belonging to the row constituting the force matrix. , Which is arranged in another processor. That is, a node for performing file output processing for each line (referred to as a file output node) is provided separately from the calculation node for performing particle behavior analysis. The device in charge of this file output node is called an information output device.
すなわち、第2実施形態の粒子挙動解析システム200Bは、それぞれ粒子挙動解析機能を有する複数台の一般副粒子挙動解析装置202b_2の他に、ファイル出力ノードとなる情報出力装置204を備える。力マトリクスを構成する計算ノードとは別に、ファイル出力処理のみを非同期で行なうファイル出力ノードを用意しているのである。力マトリクスを構成する計算ノードは、1行分を纏めたファイル出力処理を行なわない。その他の点は、第1実施形態と同様である。
That is, the particle behavior analysis system 200B of the second embodiment includes an
<粒子挙動解析装置;第2実施形態>
図7は、第2実施形態の粒子挙動解析システム200Bに使用される粒子挙動解析装置202の構成例を示すブロック図である。ここでは、特に計算管理ノードの機能を具備した主粒子挙動解析装置202aについて示している。粒子挙動解析装置202には、行方向処理結果出力処理部260を備える必要はないので、全てが一般副粒子挙動解析装置202b_2となる。
<Particle Behavior Analysis Device; Second Embodiment>
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the particle behavior analysis apparatus 202 used in the particle behavior analysis system 200B of the second embodiment. Here, the main particle
一般副粒子挙動解析装置202b_2の出力データ処理部236は、解析結果のファイル出力のため、自身が属する行のファイル出力を担当する情報出力装置204に、それぞれの解析結果を転送する。
The output
<情報出力装置;第2実施形態>
図7Aは、第2実施形態の粒子挙動解析システム200Bに使用される情報出力装置204の構成例を示すブロック図である。
<Information Output Device; Second Embodiment>
FIG. 7A is a block diagram illustrating a configuration example of the
各行のファイル出力を担当するそれぞれの情報出力装置204は、行方向処理結果出力処理部260を備える。行方向処理結果出力処理部260の機能は、第1実施形態のものと概ね同様である。
Each
すなわち、行方向処理結果出力処理部260は、自身が担当する行の各一般副粒子挙動解析装置202b_2の出力データ処理部236からの解析結果を纏めて、計算管理ノードの情報提示部240にファイル出力する。つまり、第2実施形態のファイル出力処理では、力マトリクスの行方向で出力用データを通信する点で第1実施形態と同様であるが、各代表ノードに代えて、力マトリクスを構成する計算ノードとは別のファイル出力ノードがファイル出力を行なう。
That is, the row direction processing result output processing unit 260 collects the analysis results from the output
各行のファイル出力ノード(情報出力装置204)は、当該行に関しての出力ファイル中では、解析結果が粒子番号順に並ぶ順序で出力処理を行なうようにする。つまり、解析結果データが粒子番号順に並ぶ順序でファイル出力を行なう。各行のファイル出力ノードは、順番に、各行の解析結果をファイル出力する。 The file output node (information output device 204) of each line performs output processing in the order in which the analysis results are arranged in the order of particle numbers in the output file relating to the line. That is, the file output is performed in the order in which the analysis result data is arranged in the order of the particle numbers. The file output node of each line sequentially outputs the analysis result of each line to a file.
[処理例:第2実施形態]
図8は、第2実施形態の粒子挙動解析システム200Bのファイル出力処理を説明する図である。
[Process Example: Second Embodiment]
FIG. 8 is a diagram illustrating file output processing of the particle behavior analysis system 200B of the second embodiment.
各ノードの数値演算処理部234は、粒子挙動を力分割法を適用してシミュレーション処理にて解析した処理結果(解析結果)を出力データ処理部236に供給する。力マトリクスを構成する各行の一般副粒子挙動解析装置202b_2(一般ノード)の出力データ処理部236は、解析結果のファイル出力のため、その行のファイル出力処理を担当する情報出力装置204の行方向処理結果出力処理部260にそれぞれの解析結果を転送する。
The numerical
図示した例では、ノード#16が0行目のデータ出力#16(粒子#0〜7のデータ)を担当する。よって、ノード#0の出力データ処理部236とノード#16の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#0,1についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#1の出力データ処理部236とノード#16の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#2,3についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#2の出力データ処理部236とノード#16の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#4,5についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#3の出力データ処理部236とノード#16の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#6,7についてファイル出力用のデータ通信がある。これにより、ノード#16には、0行目の粒子#0〜7の解析結果が集約される。
In the illustrated example,
また、ノード#17が2行目のデータ出力#17(粒子#8〜15のデータ)を担当する。よって、ノード#4の出力データ処理部236とノード#17の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#8,9についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#5の出力データ処理部236とノード#4の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#10,11についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#6の出力データ処理部236とノード#17の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#12,13についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#7の出力データ処理部236とノード#17の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#14,15についてファイル出力用のデータ通信がある。これにより、ノード#17には、1行目の粒子#8〜15の解析結果が集約される。
また、ノード#18が2行目のデータ出力#18(粒子#16〜23のデータ)を担当する。よって、ノード#8の出力データ処理部236とノード#18の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#16,17についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#9の出力データ処理部236とノード#18の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#18,19についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#10の出力データ処理部236とノード#18の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#20,21についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#11の出力データ処理部236とノード#18の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#22,23についてファイル出力用のデータ通信がある。これにより、ノード#18には、2行目の粒子#16〜23の解析結果が集約される。
また、ノード#19が3行目のデータ出力#19(粒子#24〜31のデータ)を担当する。よって、ノード#12の出力データ処理部236とノード#19の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#24,25についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#13の出力データ処理部236とノード#19の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#26,27についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#14の出力データ処理部236とノード#19の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#28,29についてファイル出力用のデータ通信がある。ノード#15の出力データ処理部236とノード#19の行方向処理結果出力処理部260との間で、粒子#30,31についてファイル出力用のデータ通信がある。これにより、ノード#19には、3行目の粒子#24〜31の解析結果が集約される。
情報出力装置204の行方向処理結果出力処理部260は、各一般副粒子挙動解析装置202b_2の解析結果を纏めて、計算管理ノードの情報提示部240にファイル出力する。つまり、第2実施形態のファイル出力処理では、力マトリクスの行方向で出力用データを通信する点で第1実施形態と同様であるが、力マトリクスを構成する計算ノードとは別に設けられた各行のファイル出力ノード(ノード#16〜#19)がファイル出力を行なう。力マトリクスを構成する各計算ノードは、ファイル出力用のデータ通信を行なうけれども、ファイル出力処理を行なわない。そのため、ファイル出力処理のオーバーヘッドが挙動解析処理に及ぼす影響は無くなり、全体としての挙動解析処理時間が短縮される。
The row direction processing result output processing unit 260 of the
各行の情報出力装置204(ノード#16〜#19)は、当該行に関しての出力ファイル中では、解析結果が粒子番号順に並ぶ順序で出力処理を行なうようにする。つまり、解析結果データが粒子番号順に並ぶ順序でファイル出力を行なう。各行の代表ノード(代表副粒子挙動解析装置202b_1)は、順番に、各行の解析結果をファイル出力する。
The information output devices 204 (
図示した例では、各行方向処理結果出力処理部260は、たとえば、データ出力#0→データ出力#2→データ出力#3→データ出力#1などのように、解析結果が粒子番号順に並ばない順序で出力処理を行なってもよい。各行方向処理結果出力処理部260は、好ましくは、データ出力#0→データ出力#1→データ出力#2→データ出力#3のように、列方向にも、解析結果が粒子番号順に並ぶ順序で出力処理を行なうようにする。
In the illustrated example, each row direction processing result output processing unit 260 is configured so that the analysis results are not arranged in the order of particle numbers, for example,
[処理例:比較例と第2実施形態の対比]
図8Aおよび図8Bは、比較例(第1実施形態)と第2実施形態の各ファイル出力処理の対比を説明する図である。ここで、図8Aは比較例(第1実施形態)の同期処理を示すフローチャートであり、図8Bは第2実施形態の非同期処理を示すフローチャートである。処理ステップを200番台で示し、第1実施形態と同様の処理ステップには、第1実施形態と同様の10番台と1番台の番号を付す。
[Processing Example: Comparison between Comparative Example and Second Embodiment]
FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams for explaining a comparison between the file output processes of the comparative example (first embodiment) and the second embodiment. Here, FIG. 8A is a flowchart showing the synchronous processing of the comparative example (first embodiment), and FIG. 8B is a flowchart showing the asynchronous processing of the second embodiment. The processing steps are shown in the 200th series, and the same 10th and 1st series numbers as in the first embodiment are assigned to the same processing steps as in the first embodiment.
図8Aに示すように、第2実施形態を適用しない比較例(第1実施形態)のファイル出力処理では、各計算ノードはNステップ目について並列処理による数値計算を行ない(S220)、さらに、行ごとに、それぞれの代表ノードにファイル出力のためのデータ通信を並行して行なう(S222_#0 ,S222_#4 ,S222_#8 ,S222_#12)。
As shown in FIG. 8A, in the file output process of the comparative example (first embodiment) to which the second embodiment is not applied, each calculation node performs numerical calculation by parallel processing for the Nth step (S220). Each time, data communication for file output is performed in parallel to each representative node (
その後、各代表ノードでは、自身を含む同一行の計算ノード分を纏めてファイル出力処理を順番に行なう(S224_#0 ,S224_#4 ,S224_#8 ,S224_#12)。このとき、第1実施形態でも示したように、各行の代表ノードでのファイル出力処理は、順番に行なうことになる。この各代表ノードにおけるファイル出力処理の期間は、数値計算処理を行なうことはできない。そのため、各代表ノードにおけるファイル出力処理の完了後に、(N+1)ステップ目について並列処理による数値計算を行なう(S226)ので、ファイル出力処理と並列処理による数値計算処理とは同期した処理となる。
Thereafter, in each representative node, file output processing is performed in order for the calculation nodes in the same row including itself (
一方、図8Bに示すように、第2実施形態のファイル出力処理では、各計算ノードはNステップ目について並列処理による数値計算を行なう(S230)。この後、行ごとに、それぞれの行のファイル出力ノード(情報出力装置204)の行方向処理結果出力処理部260にファイル出力のためのデータ通信を並行して行なう。なお、図ではファイル出力ノード#16〜#19を、代表ノード#16〜#19と記す。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, in the file output process of the second embodiment, each calculation node performs numerical calculation by parallel processing for the Nth step (S230). Thereafter, data communication for file output is performed in parallel to the row direction processing result output processing unit 260 of the file output node (information output device 204) of each row for each row. In the figure, file
その後、各ファイル出力ノードの行方向処理結果出力処理部260では、同一行の各計算ノード分を纏めてファイル出力処理を順番に行なう(S234)。たとえば、ファイル出力ノード#16では、各計算ノード(#0〜#3)分を纏めてファイル出力処理を行なう(S124_#16 )。その後、ファイル出力ノード#17では、各計算ノード(#4〜#7)分を纏めてファイル出力処理を行なう(S124_#17)。その後、ファイル出力ノード#18では、各計算ノード(#8〜#11)分を纏めてファイル出力処理を行なう(S124_#18)。その後、ファイル出力ノード#19では、各計算ノード(#12〜#15)分を纏めてファイル出力処理を行なう(S124_#19)。
After that, the row direction processing result output processing unit 260 of each file output node collectively performs the file output processing for each calculation node in the same row (S234). For example, in the file
各計算ノードでは、ファイル出力ノードでのファイル出力処理と並行して、(N+1)ステップ目について並列処理による数値計算を行なう(S236)。以下同様である。 In each calculation node, in parallel with the file output processing at the file output node, numerical calculation is performed by parallel processing for the (N + 1) -th step (S236). The same applies hereinafter.
このように、第2実施形態のファイル出力処理では、力マトリクスの行ごとに、力マトリクスを構成する各計算ノードとは別にファイル出力処理専用のファイル出力ノードを用意して、力マトリクスの行方向で出力用データを通信し、各ファイル出力ノードが順番にファイル出力を行なう。つまり、第2実施形態では、ファイル出力処理を複数のファイル出力ノードで分散処理している点で、ファイル出力処理を1つのノードで集中処理している比較例と異なる。これにより、1つのノードが、他の15台の計算ノードからのファイル出力用データを受け取り16台分を纏めてファイル出力を行なう比較例に比べて、ファイル出力ノード当たり4台分の通信で済むので、通信待ち時間は短縮される。また、ファイル出力は、データが粒子番号順に並ぶ順序で、各代表ノードにて出力処理を順次行なうので、各ノードが行なうファイル出力処理時間も短縮される。 As described above, in the file output processing of the second embodiment, for each row of the force matrix, a file output node dedicated to the file output processing is prepared separately from each calculation node constituting the force matrix, and the direction of the force matrix row The output data is communicated with each other, and each file output node sequentially outputs the file. That is, the second embodiment is different from the comparative example in which the file output processing is centrally processed by one node in that the file output processing is distributed by a plurality of file output nodes. As a result, one node can communicate four files per file output node as compared to the comparative example in which the file output data from the other 15 calculation nodes is received and the files are output collectively for 16 nodes. Therefore, the communication waiting time is shortened. In addition, since file output is performed sequentially at each representative node in the order in which data is arranged in the order of particle numbers, the file output processing time performed by each node is also shortened.
加えて、力マトリクスを構成する各計算ノードとは別にファイル出力処理専用のファイル出力ノードを設けているので、解析結果をファイル出力ノードに転送した後には、各計算ノードでのデータ処理とファイル出力ノードでのファイル出力処理は非同期で処理し得る。ファイル出力ノードではファイルデータの入出力を各計算ノードのバックグラウンドで処理し、各計算ノードでは次のステップの計算を開始する。これにより、ファイル出力処理のオーバーヘッドが挙動解析処理に及ぼす影響は削減され、第1実施形態よりも、全体としての挙動解析処理時間は短縮される。 In addition, since a file output node dedicated to file output processing is provided separately from each calculation node constituting the force matrix, data processing and file output at each calculation node are performed after the analysis result is transferred to the file output node. File output processing at a node can be processed asynchronously. The file output node processes input / output of file data in the background of each calculation node, and each calculation node starts calculation of the next step. As a result, the influence of the overhead of the file output processing on the behavior analysis processing is reduced, and the behavior analysis processing time as a whole is shortened as compared with the first embodiment.
なお、第2実施形態では、力マトリクスを構成する粒子挙動解析装置202とは別に設ける情報出力装置204を、行ごとに用意していたが、このことは必須ではない。行ごとに纏めてファイル出力を行なうものであれば良く、1台の情報出力装置204が、各行のファイル出力を行なってもよい。
In the second embodiment, the
<粒子挙動解析システム;第3実施形態>
図9は、粒子挙動解析システムの第3実施形態を示すブロック図である。第3実施形態の粒子挙動解析システム200Cは、力分割法により粒子の挙動を解析する際に当該行以外の各計算ノードとの間で情報通信を行なう主通信線とは別に、力マトリクスにおける行方向の各計算ノードとの間で情報通信を行なう副通信線を行ごとに設けたものである。
<Particle Behavior Analysis System; Third Embodiment>
FIG. 9 is a block diagram showing a third embodiment of the particle behavior analysis system. In the particle behavior analysis system 200C of the third embodiment, when analyzing the behavior of particles by the force division method, a row in the force matrix is separated from the main communication line that performs information communication with each calculation node other than the row. A sub-communication line for performing information communication with each direction calculation node is provided for each row.
すなわち、第3実施形態の粒子挙動解析システム200Cは、それぞれ粒子挙動解析機能を有する複数台の粒子挙動解析装置202が副通信線の一例であるサブネットワーク209_1にてネットワーク接続されて並列型計算装置として構成されている複数の粒子挙動解析システム200が、さらに、主通信線の一例であるメインネットワーク209_2で接続されて構成されている。構成的には、事実上の並列型計算装置をネットワーク接続してなるグリッド型計算装置に近いものである。 That is, in the particle behavior analysis system 200C of the third embodiment, a plurality of particle behavior analysis devices 202 each having a particle behavior analysis function are connected to a network by a subnetwork 209_1 that is an example of a sub-communication line. A plurality of particle behavior analysis systems 200 configured as is further connected by a main network 209_2 which is an example of a main communication line. In terms of configuration, it is close to a grid type computing device formed by connecting virtually parallel computing devices over a network.
サブネットワーク209_1は、通信状態がルーティング機能を持つネットワーク管理装置208_1で管理されるようになっている。メインネットワーク209_2は、通信状態がルーティング機能を持つネットワーク管理装置208_2で管理されるようになっている。 The sub-network 209_1 is managed by a network management device 208_1 whose communication state has a routing function. The main network 209_2 is managed by a network management device 208_2 whose communication state has a routing function.
なお、図では便宜的に、ネットワーク管理装置208_2から1本のネットワーク線を出し、そのネットワーク線上に主粒子挙動解析システム200aおよび副粒子挙動解析システム200b(詳細にはネットワーク管理装置208_1)を接続する態様で示しているが、実際には、ネットワーク管理装置208_2に備えられる個別のポートに各粒子挙動解析システム200のネットワーク管理装置208_1が接続され、各粒子挙動解析システム200間の通信は、ネットワーク管理装置208_2を介してなされるようになっている。
In the figure, for convenience, one network line is provided from the network management device 208_2, and the main particle
第3実施形態では、サブネットワーク209_1とメインネットワーク209_2の通信仕様は不問とする。たとえば、通信プロトコルが同じものでもよいし異なるものでもよい。また、通信速度は、同じものでもよいし、異なるものでもよい。 In the third embodiment, the communication specifications of the sub-network 209_1 and the main network 209_2 are unquestioned. For example, the communication protocol may be the same or different. Also, the communication speed may be the same or different.
図示した例では、粒子挙動解析システム201を構成する各粒子挙動解析システム200のうちの1つ(1つの並列計算装置)が全体を統括する主粒子挙動解析システム200aとして機能するようになっており、この主粒子挙動解析システム200aに対して残りの粒子挙動解析システム200が、主粒子挙動解析システム200aにより制御される副粒子挙動解析システム200b1,200b2,…としてメインネットワーク209_2で接続されている。
In the illustrated example, one of the particle behavior analysis systems 200 constituting the particle behavior analysis system 201 (one parallel computing device) functions as a main particle
主粒子挙動解析システム200aは、第1実施形態の構成における指示入力装置210および表示装置212を備えた主粒子挙動解析装置202aを備えて構成されている。一方、各副粒子挙動解析システム200bは、全てが副粒子挙動解析装置202bで構成されている。
The main particle
粒子挙動解析システム200a,200b1,200b2,…は、第1実施形態で説明したように、各相互作用の解析を行なう際、粒子分割法ではなく力分割法を用いて解析する。
As described in the first embodiment, the particle
粒子挙動解析システム200Cは、主要の処理データを相互にサブネットワーク209_1およびメインネットワーク209_2を介して伝達し合い、粒子挙動解析処理を並列的に実行する。ここで、サブネットワーク209_1が、力マトリクスとの行方向のデータ通信の他、行方向のファイル出力処理に寄与するように、計算ノードを割り当てる。基本的な考え方は、粒子挙動解析システム200a,200b1,200b2,…に属する各計算ノードは、力マトリクスの行方向に、同一位置のものとなるように割り当てる。
The particle behavior analysis system 200C transmits main processing data to each other via the sub-network 209_1 and the main network 209_2, and executes the particle behavior analysis processing in parallel. Here, the computation node is assigned so that the sub-network 209_1 contributes to the file output process in the row direction in addition to the data communication in the row direction with the force matrix. The basic idea is that the calculation nodes belonging to the particle
たとえば、特許文献2の図7〜図12と同様に、32粒子を16個のプロセッサで並列計算する場合は、1行分の計算ノードは4つになるので、2つの粒子挙動解析システム200(200a,200b1,200b2,200b3)で粒子挙動解析システム200Dを構成し、各粒子挙動解析システム200a,200b1,200b2,200b3を力マトリクスの行方向に割り当てる。
For example, as in FIGS. 7 to 12 of
[処理例:第3実施形態]
図10〜図10Aは、は、第3実施形態の粒子挙動解析システム200Cのファイル出力処理を説明する図である。
[Processing Example: Third Embodiment]
FIGS. 10A to 10A are diagrams illustrating file output processing of the particle behavior analysis system 200C of the third embodiment.
各ノードの数値演算処理部234は、粒子挙動を力分割法を適用してシミュレーション処理にて解析した処理結果(解析結果)を出力データ処理部236に供給する。力マトリクスを構成する各行の各副粒子挙動解析装置202bの内、代表副粒子挙動解析装置202b_1(代表ノード)を除く一般副粒子挙動解析装置202b_2(一般ノード)の出力データ処理部236は、解析結果のファイル出力のため、同一行の代表副粒子挙動解析装置202b_1の行方向処理結果出力処理部260に、サブネットワーク209_1を使って、ファイル出力用のデータ通信を行ない、それぞれの解析結果を転送する。
The numerical
これにより、図10に示すように、ノード#0には、自身の担当分である粒子#0,1を含む粒子#0〜7の解析結果が集約される。ノード#1には、自身の担当分である粒子#8,9を含む粒子#8〜15の解析結果が集約される。ノード#2には、自身の担当分である粒子#16,17を含む粒子#16〜23の解析結果が集約される。ノード#3には、自身の担当分である粒子#24,25を含む粒子#24〜31の解析結果が集約される。以下、第1実施形態と同様である。
As a result, as shown in FIG. 10, the analysis results of the
図10Aに示すように、各粒子挙動解析システム200(200a,200b1,200b2,200b3)では、ファイル出力処理時に、行を跨るファイル出力通信を行なうことはない。ファイル出力用データが計算データ通信用のメインネットワーク209_2の通信帯域を使うことはなく、挙動解析処理では通常通り並列処理を実施する。計算速度に大きな影響を及ぼす計算用データ通信帯域が、ファイル出力用データの通信に使われることがないため、ファイル出力処理を起因とする、並列計算性能の低下や挙動解析処理時間が長く掛ることもない。 As shown in FIG. 10A, each particle behavior analysis system 200 (200a, 200b1, 200b2, 200b3) does not perform file output communication across lines during file output processing. The file output data does not use the communication band of the main network 209_2 for calculation data communication, and the parallel processing is performed as usual in the behavior analysis processing. Since the calculation data communication bandwidth that greatly affects the calculation speed is not used for file output data communication, parallel calculation performance degradation and behavior analysis processing time due to file output processing are increased. Nor.
<粒子挙動解析システム;第4実施形態>
図11は、粒子挙動解析システムの第4実施形態を示すブロック図である。第4実施形態の粒子挙動解析システム200Dは、第3実施形態に対する変形例である。具体的には、第3実施形態の粒子挙動解析システム200a,200b1,200b2,…のそれぞれを、複数のコア部分(いわゆるCPUの部分)を1つの筐体(半導体チップ)に収容したマルチコアを有する粒子挙動解析装置202に置き換えて構成している。よって、サブネットワーク209_1の部分は筐体外部に出ることはなく、事実上、同一の筐体に収容された内部配線209_3となっている。
<Particle Behavior Analysis System; Fourth Embodiment>
FIG. 11 is a block diagram showing a fourth embodiment of the particle behavior analysis system. The particle behavior analysis system 200D of the fourth embodiment is a modification example of the third embodiment. Specifically, each of the particle
たとえば、特許文献2の図7〜図12と同様に、32粒子を16個のプロセッサで並列計算する場合は、1行分の計算ノードは4つになるので、同一の筐体に4つのCPUを収容したクワッドコア(Quad Core :4コア)CPUを有する粒子挙動解析装置202を4台使用し、各粒子挙動解析装置202(つまりクワッドコアCPU#0〜#3)を力マトリクスの行方向に割り当てる。
For example, as in FIGS. 7 to 12 of
[処理例:第4実施形態]
図12〜図12Aは、第4実施形態の粒子挙動解析システム200Dのファイル出力処理を説明する図である。
[Processing Example: Fourth Embodiment]
12A to 12A are diagrams illustrating file output processing of the particle behavior analysis system 200D of the fourth embodiment.
各ノードの数値演算処理部234は、粒子挙動を力分割法を適用してシミュレーション処理にて解析した処理結果(解析結果)を出力データ処理部236に供給する。力マトリクスを構成する各行の各副粒子挙動解析装置202bの内、代表副粒子挙動解析装置202b_1(代表ノード)を除く一般副粒子挙動解析装置202b_2(一般ノード)の出力データ処理部236は、解析結果のファイル出力のため、同一行の代表副粒子挙動解析装置202b_1の行方向処理結果出力処理部260に、内部配線209_3を使って、ファイル出力用のデータ通信を行ない、それぞれの解析結果を転送する。
The numerical
これにより、図12に示すように、ノード#0には、自身の担当分である粒子#0,1を含む粒子#0〜7の解析結果が集約される。ノード#1には、自身の担当分である粒子#8,9を含む粒子#8〜15の解析結果が集約される。ノード#2には、自身の担当分である粒子#16,17を含む粒子#16〜23の解析結果が集約される。ノード#3には、自身の担当分である粒子#24,25を含む粒子#24〜31の解析結果が集約される。以下、第1実施形態と同様である。
As a result, as shown in FIG. 12, the analysis results of the
図12Aに示すように、マルチコアで構成された粒子挙動解析装置202a,202b(つまりクワッドコアCPU#0〜#3)では、ファイル出力処理時に、行を跨るファイル出力通信を行なうことはない。ファイル出力用データが計算データ通信用のメインネットワーク209_2の通信帯域を使うことはなく、挙動解析処理では通常通り並列処理を実施する。第3実施形態と同様に、計算速度に大きな影響を及ぼす計算用データ通信帯域がファイル出力用データの通信に使われることがないため、ファイル出力処理を起因とする、並列計算性能の低下や挙動解析処理時間が長く掛ることもない。第3実施形態と異なり、ファイル出力処理用のデータ通信線は、筐体(半導体チップ)内の内部配線209_3で設けられているので、利用者がその通信線を設ける必要がなく、第3実施形態よりも使い勝手がよい。粒子挙動解析システム200Dもコンパクトになる。
As shown in FIG. 12A, particle
<粒子挙動解析装置;計算機構成>
図13は、各粒子挙動解析装置202や情報出力装置204の他の構成例を示すブロック図である。この構成は、ソフトウェアを実行するマイクロプロセッサなどから構築されるパーソナルコンピュータなどの電子計算機を利用したもので、粒子挙動解析を行なう粒子挙動解析装置202のより現実的なハードウェア構成を示している。
<Particle behavior analyzer; computer configuration>
FIG. 13 is a block diagram showing another configuration example of each particle behavior analysis device 202 and
すなわち、本実施形態において、粒子の挙動を解析する仕組みは、ハードウェア処理回路により構成することに限らず、その機能を実現するプログラムコードに基づき電子計算機(コンピュータ)を用いてソフトウェア的に実現することも可能である。よって、本実施形態に係る仕組みを、電子計算機(コンピュータ)を用いてソフトウェアで実現するために好適なプログラムあるいはこのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体(記憶媒体)が発明として抽出される。ソフトウェアにより実行させる仕組みとすることで、既存のコンピュータシステムのハードウェアの変更を伴うことなく、粒子挙動解析の計算処理手順などが容易に変更されることとなる。 That is, in this embodiment, the mechanism for analyzing the behavior of particles is not limited to being configured by a hardware processing circuit, but is realized by software using a computer (computer) based on a program code that realizes the function. It is also possible. Therefore, a program suitable for realizing the mechanism according to the present embodiment by software using an electronic computer (computer) or a computer-readable recording medium (storage medium) storing this program is extracted as an invention. By adopting a mechanism that is executed by software, the calculation process procedure of the particle behavior analysis can be easily changed without changing the hardware of the existing computer system.
前述の一連の粒子挙動解析処理(ファイル出力処理を含む)はハードウェアまたはソフトウェアの単独に限らずその両者の複合構成によっても実現され得る。ソフトウェアによる処理を実行する場合、処理手順を示したプログラムを、ハードウェアに組み込まれたコンピュータ内の記憶媒体に組み込んで(インストールして)実行させたり、各種処理が実行可能な汎用の電子計算機にプログラムを組み込んで実行させる。 The above-described series of particle behavior analysis processing (including file output processing) is not limited to hardware or software alone, and can be realized by a combined configuration of both. When executing processing by software, a program showing the processing procedure is installed (installed) in a storage medium in a computer embedded in hardware and executed, or a general-purpose electronic computer capable of executing various types of processing is used. Incorporate and execute the program.
粒子挙動解析機能をコンピュータに実行させるプログラムは、CD−ROMなどの記録媒体を通じて配布される。あるいは、このプログラムは、CD−ROMではなくFD(フレキシブルディスク)に格納されてもよい。また、MOドライブを設け、MOに前記プログラムを格納してもよく、またフラッシュメモリなどの不揮発性の半導体メモリカードなど、その他の記録媒体にプログラムを格納してもよい。さらに、ソフトウェアを構成するプログラムは、記録媒体を介して提供されることに限らず、有線あるいは無線などの通信網を介して提供されてもよい。たとえば、他のサーバなどからインターネットなどのネットワークを経由してプログラムをダウンロードして取得したり、あるいは更新したりしてもよい。さらに、粒子挙動解析を行なう機能を実現するプログラムコードを記述したファイルとしてプログラムが提供されるが、この場合、一括のプログラムファイルとして提供されることに限らず、コンピュータで構成されるシステムのハードウェア構成に応じて、個別のプログラムモジュールとして提供されてもよい。 A program for causing a computer to execute the particle behavior analysis function is distributed through a recording medium such as a CD-ROM. Alternatively, this program may be stored in an FD (flexible disk) instead of a CD-ROM. In addition, an MO drive may be provided to store the program in the MO, or the program may be stored in another recording medium such as a nonvolatile semiconductor memory card such as a flash memory. Furthermore, the program constituting the software is not limited to being provided via a recording medium, but may be provided via a wired or wireless communication network. For example, the program may be obtained by downloading from another server or the like via a network such as the Internet, or may be updated. Furthermore, the program is provided as a file describing a program code for realizing the function of performing the particle behavior analysis. In this case, the program is not limited to being provided as a batch program file, and the system hardware configured by the computer Depending on the configuration, it may be provided as an individual program module.
たとえば、コンピュータシステム900は、コントローラ部901と、ハードディスク装置、FDドライブ、CD−ROMドライブ、半導体メモリコントローラなどの、記録媒体からデータを読み出したり記録したりするための記録・読取制御部902を有する。また、コンピュータシステム900は、ユーザインタフェースをなす機能部としての操作部903と、各機能部との間のインタフェース機能をなすインタフェース部(IF部)909を有する。なお、解析処理結果を印刷出力してユーザに提示する構成とするべく、処理結果を出力媒体(たとえば印刷用紙)に出力する画像形成部を設けてもよい。
For example, the computer system 900 includes a
コントローラ部901は、CPU912、読出専用の記憶部であるROM913、随時書込みおよび読出しが可能であるとともに揮発性の記憶部の一例であるRAM915、不揮発性の記憶部の一例であるRAM(NVRAMと記述する)916を有している。
The
操作部903は、操作者による操作を受け付けたり、表示装置を具備し各種の情報を提示したりするためのものである。操作部903の指示入力装置としてはたとえば、操作パネルの操作キーを利用してもよいし、キーボードやマウスなどを利用してもよい。操作部903の表示装置としてはたとえば、たとえば、操作パネルを利用してもよいし、CRTやLCDなどでなるその他のディスプレイ部を利用してもよい。なお、表示面上にタッチパネルを有するディスプレイ部とすることで、表示だけでなく、指先やペンなどで情報を入力する構成としてもよい。 The operation unit 903 is for accepting an operation by an operator or for providing various types of information with a display device. As an instruction input device of the operation unit 903, for example, an operation key on the operation panel may be used, or a keyboard, a mouse, or the like may be used. As a display device of the operation unit 903, for example, an operation panel may be used, or another display unit such as a CRT or LCD may be used. In addition, by setting it as the display part which has a touchscreen on a display surface, it is good also as a structure which inputs information not only with a display but with a fingertip or a pen.
インタフェース部909としては、処理データや制御データの転送経路であるシステムバス991の他、たとえば、ネットワークとの間の通信データの受け渡しを仲介する通信IF部999を有している。通信IF部999は、インターネット、LAN、WANなどの外部のネットワーク網に接続されることにより、他のコンピュータシステム900とデータ送受信を行なう。これにより、予め定められた分割法を適用して、複数のコンピュータシステム900の協働処理による並列処理を実行することで、解析時間を短縮する。インタフェース部909は、図示しないがこの他にもたとえば、画像形成部や他のプリンタとのインタフェース機能をなすプリンタIF部などを備える。
The interface unit 909 includes, for example, a communication IF
このような構成により、操作部903を介した操作者による指令にて、粒子挙動解析方法を実行するプログラムが記憶されているCD−ROMなどの読取可能な記録媒体からRAM915に粒子挙動解析プログラムがインストールされ、また操作部903を介した操作者による指令や自動処理にて粒子挙動解析プログラムが起動される。
With such a configuration, the particle behavior analysis program is stored in the
CPU912は、システムバス991を介してシステム全体の制御を行ない、粒子挙動解析プログラムに従って粒子挙動解析方法に伴う計算処理を行なう。ROM913は、CPU912の制御プログラムなどを格納する。RAM915は、SRAMやフラッシュメモリなどで構成され、プログラム制御変数や各種処理のためのデータなどを格納する。また、RAM915は、アプリケーションプログラムに従って演算して得たデータや外部から取得したデータなどを一時的に格納する領域を含んでいる。処理結果はRAM915やハードディスクなどの記憶装置に格納され、また、処理結果の情報などが操作パネルやCRTやLCDなどの表示装置に出力される。
The
なお、ここでは、粒子挙動解析装置202の制御構成をコンピュータにてソフトウェア上で実現する構成例で説明しているが、本実施形態の粒子挙動解析を実現するための制御構成の各部(機能ブロックを含む)の具体的手段は、ハードウェア、ソフトウェア、通信手段、これらの組み合わせ、その他の手段を用いることができ、このこと自体は当業者において自明である。また、機能ブロック同士が複合して1つの機能ブロックに集約されてもよい。また、コンピュータにプログラム処理を実行させるソフトウェアは、組合せの態様に応じて分散してインストールされる。 Here, the control configuration of the particle behavior analysis apparatus 202 is described as a configuration example that is realized by software on a computer. However, each part (functional block) of the control configuration for realizing the particle behavior analysis of the present embodiment. The specific means (including the above) can be hardware, software, communication means, a combination thereof, and other means, and this is obvious to those skilled in the art. Moreover, the functional blocks may be combined and integrated into one functional block. Also, software that causes a computer to execute program processing is installed in a distributed manner according to the combination.
たとえば、粒子挙動解析処理のための各機能部分の全ての処理をソフトウェアで行なうのではなく、これら機能部分の一部を専用のハードウェアにて行なう処理回路908を設けてもよい。ソフトウェアで行なう仕組みは、並列処理や連続処理に柔軟に対処し得るものの、その処理が複雑になるに連れ、処理時間が長くなるため、処理速度の低下が問題となる。これに対して、ハードウェア処理回路で構築すると、処理が複雑であっても、処理速度の低下を防ぐことができ、高いスループットを得ることができる高速化を図ったアクセラレータシステムが構築される。
For example, a
たとえば、処理回路908としては、前記実施形態で示したデータ処理部230を構成する、データ受付部232に相当するデータ受付部908a、数値演算処理部234に相当する数値演算処理部908b、出力データ処理部236に相当する出力データ処理部908cなどをハードウェアで構成するとよい。また、ファイル出力処理の通信負荷を軽減するための機能部である行方向処理結果出力処理部260に相当する行方向処理結果出力処理部908dをハードウェアで構成してもよい。また、全体を統括する主粒子挙動解析装置202aを構成する場合であれば、分割処理部250に相当する分割処理部908xをハードウェアで構成するとよい。
For example, as the
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention, and embodiments to which such changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.
また、前記の実施形態は、クレーム(請求項)にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 Further, the above embodiments do not limit the invention according to the claims (claims), and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. Absent. The embodiments described above include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. Even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, as long as an effect is obtained, a configuration from which these some constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.
ファイル出力処理の通信負荷を軽減する前記実施形態の仕組みは、たとえば、電子写真方式の転写装置における転写プロセスや、現像装置40における攪拌プロセスや現像プロセス、クリーニング装置における清掃プロセスにも適用してよい。また、粒子種や作用力を問わず、あらゆる粒子(粉体)を取り扱うシステムのシミュレーションにも同様に適用してよい。電子写真方式以外では、岩石などの落石シミュレーション、ホッパー内の粉の流動シミュレーション、製薬用製剤装置内の粉末体の流動シミュレーションなどへ適用してもよい。 The mechanism of the embodiment for reducing the communication load of file output processing may be applied to, for example, a transfer process in an electrophotographic transfer device, a stirring process or a development process in the developing device 40, and a cleaning process in a cleaning device. . Moreover, you may apply similarly to the simulation of the system which handles all particle | grains (powder) irrespective of a particle | grain kind and action force. Other than the electrophotographic method, the present invention may be applied to rock fall simulation of rocks, powder flow simulation in a hopper, powder flow simulation in a pharmaceutical preparation device, and the like.
1…画像形成装置、10…感光体、20…帯電装置、30…露光装置、40…現像装置、50…転写装置、60…クリーニング装置、70…定着装置、102…現像剤粒子、140…現像ロール、200…粒子挙動解析システム、202…粒子挙動解析装置、204…情報出力装置、208…ネットワーク(通信線)、209_1…サブネットワーク(副通信線)、209_2…メインネットワーク(主通信線)、209_3…内部配線(副通信線)、210…指示入力装置、212…表示装置、220…データ入力部、230…データ処理部、232…データ受付部、234…数値演算処理部(粒子挙動計算部)、236…出力データ処理部、238…データ記憶部、240…情報提示部、250…分割処理部、260…行方向処理結果出力処理部、900…コンピュータシステム
DESCRIPTION OF
Claims (12)
それぞれの前記粒子挙動解析装置に設けられた、他の前記粒子挙動解析装置との間で情報通信を行ないつつ、前記力分割法により割り当てられた前記分割部分について、粒子に作用する他の物質との間での相互作用力を考慮して前記粒子の挙動を計算する粒子挙動計算部と、
前記力行列における行方向ごとに、各粒子挙動解析装置により得られた解析結果を纏めて出力する行方向処理結果出力処理部と、
を備えた粒子挙動解析システム。 A division processing unit that divides particles by a force division method using a force matrix and assigns each divided part to each particle behavior analysis device;
While performing information communication with the other particle behavior analysis devices provided in each of the particle behavior analysis devices, the divided portion allocated by the force division method and other substances acting on the particles A particle behavior calculation unit for calculating the behavior of the particles in consideration of the interaction force between,
For each row direction in the force matrix, a row direction processing result output processing unit that collectively outputs the analysis results obtained by each particle behavior analysis device;
Particle behavior analysis system with
請求項1に記載の粒子挙動解析システム。 The particle behavior analysis system according to claim 1, wherein the row direction processing result output processing unit is provided in any of the particle behavior analysis devices constituting the force matrix for each row direction in the force matrix.
請求項2に記載の粒子挙動解析システム。 The particle behavior analysis system according to claim 2, wherein the row direction processing result output processing unit is provided in a particle behavior analysis device of the same column in the force matrix.
請求項1〜3の内の何れか一項に記載の粒子挙動解析システム。 In addition to the main communication line that performs information communication with each particle behavior analysis device other than the row when analyzing the behavior of the particle by the force splitting method, each particle behavior analysis device in the row direction in the force matrix The particle behavior analysis system according to any one of claims 1 to 3, wherein a sub-communication line for performing information communication is provided.
請求項4に記載の粒子挙動解析システム。 The particle behavior analysis system according to claim 4, wherein each particle behavior analysis device in the row direction in the force matrix is accommodated in the same casing, and the sub communication line is in the casing.
請求項1に記載の粒子挙動解析システム。 The particle behavior analysis system according to claim 1, wherein the row direction processing result output processing unit is provided separately from each particle behavior analysis device configuring the force matrix for each row direction in the force matrix.
請求項1〜6の内の何れか一項に記載の粒子挙動解析システム。 The row direction processing result output processing unit for each row direction in the force matrix performs output processing in the order in which the analysis results are arranged in the order of particle numbers, The particle behavior analysis according to any one of claims 1 to 6. system.
請求項7に記載の粒子挙動解析システム。 8. The particle behavior analysis system according to claim 7, wherein each of the row direction processing result output processing units performs output processing in the order in which the analysis results are arranged in the order of particle numbers in the column direction.
力分割法による粒子挙動解析を行なう際の力行列における行方向ごとに、各粒子挙動解析装置により得られた解析結果を纏めて出力する行方向処理結果出力処理部と
を備えた粒子挙動解析装置。 While performing information communication with other particle behavior analyzers, the behavior of the particles in consideration of the interaction force with other substances acting on the particles for the divided portion assigned by the force division method A particle behavior calculator for calculating
A particle behavior analysis device comprising: a row direction processing result output processing unit that collectively outputs the analysis results obtained by each particle behavior analysis device for each row direction in a force matrix when performing particle behavior analysis by force splitting method .
を備えた情報出力装置。 A separate line that outputs the analysis results obtained by each particle behavior analysis device separately from each particle behavior analysis device that constitutes the force matrix for each row direction in the force matrix when performing particle behavior analysis by force splitting. An information output device including a direction processing result output processing unit.
力分割法による粒子挙動解析を行なう際の力行列における行方向ごとに、各粒子挙動解析装置により得られた解析結果を纏めて出力する行方向処理結果出力処理部と
してコンピュータを機能させるプログラム。 While performing information communication with other particle behavior analyzers, the behavior of the particles in consideration of the interaction force with other substances acting on the particles for the divided portion assigned by the force division method A particle behavior calculator for calculating
A program that causes the computer to function as a row direction processing result output processing unit that collectively outputs the analysis results obtained by each particle behavior analysis device for each row direction in the force matrix when performing particle behavior analysis by force splitting method .
としてコンピュータを機能させるプログラム。 A program that causes a computer to function as a row direction processing result output processing unit that collectively outputs analysis results obtained by each particle behavior analysis device for each row direction in a force matrix when performing particle behavior analysis by force splitting.
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| JPH0991261A (en) * | 1995-09-20 | 1997-04-04 | Hitachi Ltd | Parallel computer |
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