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FOCUSスパコン活用事例

財団では産業界におけるスパコン、シミュレーションの具体的利用事例を分かりやすく解説した事例集を作成しています。PCからスーパーコンピュータ「富岳」まで、様々な計算規模のシミュレーション事例を掲載し、最新版（第14号）は2024年4月に刊行しました。これまでにFOCUSスパコンの活用例を55事例紹介しています。（利用施設がFOCUSスパコン単独以外の事例も含まれます。）FOCUSスパコンを利用した事例は、以下をご覧ください。
各事例のPDFファイルは閲覧可能ですので、各事例の番号をクリックしてください。
・最新事例集については、こちら

PICK UP!　（事例集第14号より）

分野別事例一覧

【健康・医療】【防災・安全】【環境・エネルギー】【ものづくり】【スパコン利用環境整備】

健康・医療
テーマ研究・開発機関掲載年計算規模利用ソフトウェア
1血流シミュレーション心臓手術設計支援
－先天性心疾患の最適な手術方法をコンピュータシミュレーションで設計－		株式会社
Cardio Flow Design		202232 ～ 120 コアを用いた
並列計算の場合
24時間以内の計算時間		OpenFOAM
2モンテカルロシミュレーションによる放射線治療施設設計の最適化（２）
－トモセラピー装置への適用－		株式会社HATC、
アキュレイ株式会社		2022A、H、Zシステム
計算時間 約20時間		PHITS(Particle and Heavy Ion Transport Code System)
3モンテカルロシミュレーションによる放射線治療
施設設計の最適化		近畿大学 総合社会学部、
日本アキュレイ株式会社		2018Hシステム
計算時間 約20時間		PHITS(Particle and Heavy Ion Transport Code System)
4心臓血管血流シミュレーション
－産学連携、医工連携によるスーパーコンピュータを用いた血流解析－		NECソリューションイノベータ株式会社、株式会社Cardio Flow Design201780～120コアを用いた並列計算により24時間以内の計算が可能ANSYS Fluent　
5ナノ－バイオ複合系の分子シミュレーション
－FMO計算によるタンパク質と固体表面の相互作用モデリング－		みずほ情報総研株式会社、立教大学、東京大学生産技術研究所2014168ノード
(2016コア）利用		フラグメント分子軌道法 ABINIT-MP、可視化BioStation Viewer
防災・安全
テーマ研究・開発機関掲載年計算規模利用ソフトウェア
1「本能寺の変」における建造物火災再現シミュレーション（2020年掲載分を改変して再掲）東京理科大学、
株式会社CAE
ソリューションズ		2021Fシステム
約1000万セル、
144並列		SOLIDWORKS、PyroSim、
FDS6.7.0
2「本能寺の変」における建造物火災再現シミュレーション東京理科大学、
株式会社CAE
ソリューションズ		2020Fシステム
約1000万セル、
144並列		SOLIDWORKS、PyroSim、
FDS6.7.0
3道路トンネル火災時における温度分布や煙濃度分布の予測シミュレーション株式会社創発システム研究所2019800万セルFDS Version 6.6
4トンネル換気制御システム評価シミュレーション
－トンネル火災時の避難安全確保にも効果－		株式会社創発システム研究所20161㎞単管トンネル10分間シミュレーション 1ケース約2時間（高速PC上で）自社開発トンネル換気制御システム評価用シミュレータ、汎用3次元火災シミュレータ
5火災調査におけるＦＤＳ信頼性評価韓国・湖西大学、韓国・消防防災庁、株式会社CAEソリューションズ（協力）201312～24並列、100万～500万メッシュ、20～60分の事象FDS(Fire Dynamics Simulator) Ver5.5.3
環境・エネルギー
テーマ研究・開発機関掲載年計算規模利用ソフトウェア
1天然ゴム（RSS）の臭気を軽減する触媒の開発兵庫県立工業技術センター2024計算時間は1週間程度Gaussian 16（FOCUSスパコン）、NWChem（保有コンピュータ）
2ナノシミュレーションによるアルミニウム合金腐食データベースの構築株式会社コベルコ科研2023256 ～ 512コア並列、1ケース 24時間程度、ケーススタディ数3600Quantum ESPRESSO
3風力発電所の風況シミュレーション
－メソスケール気象シミュレーションとの連成－		大阪ガス株式会社2022200並列での計算時間は約2日間/ケースWRF、OpenFOAM
4海面処分場に用いる高耐久遮水シートの開発
－保護マット付き遮水シートの非線形構造解析－		東洋紡株式会社、
京都大学、東洋建設株式会社、太陽工業株式会社、大阪産業技術研究所		2022自社設備16ノード利用時の計算時間　数時間～十数時間汎用構造解析ソフトウェアAbaqus
53次元熱流体解析によるFCV用高圧水素タンク内温度予測株式会社コベルコ科研2021100～500万セルAnsys Fluent
6数値流体力学（CFD）を活用した水素の拡散解析－水素社会の実現に向けた技術開発－川重テクノロジー株式会社2021数百～数千万セルSTAR-CCM+、Ansys Fluent
7新幹線・航空機客室内の電磁波影響の把握
－電磁界シミュレータOpenFDTDの性能評価－		株式会社EEM20202ノード 1時間OpenFDTD
8機械学習を活用した多孔質材料の最適構造の探索株式会社コベルコ科研2019解析時間　約100時間COMSOLMultiphysics、MATLAB、Phython+scikit-learn
9ワイヤレス電力伝送による漏えい電波の環境解析
－戸建て住宅における漏えい電磁界の解析－		株式会社パナソニックシステムネットワークス開発研究所2018解析空間サイズ280m×280m、計算時間3.3h / 50ノード並列独自開発Ray Launching法を用いた電波伝搬シミュレータ
10LNGプラントの大規模気流解析
－Hot Air Recirculation現象の解析－		日揮株式会社2017解析時間10348.8s (=約 3hr)Helyx-SAS、OpenFOAM（Engys Edition)、ANSYSライブラリ
11膜構造建築物の室内空間における風環境シミュレーション
－風を取り入れた温熱環境の快適性評価－		太陽工業株式会社2017数百万要素流体計算オープンソース OpenFOAM
12石油・ガス等プラントの配管設計における振動予測
－気液二相流配管の安全設計への適用－		千代田化工建設株式会社20162ノードOpenFOAM2.2
13リチウムイオン二次電池の劣化
－原子レベルでの変化－		株式会社コベルコ科研2015110万ノード時間積PHASE Ver.11
14工業炉のシミュレーション
－非定常な現象を予測する－		大阪ガス株式会社2013
2015		計算速度6TflopsOpenFOAM
15大規模数値シミュレーションによる波力発電システムの性能評価海洋エネルギーエンジニアリング株式会社、株式会社CAEソリューションズ201496～256並列、200万～700万メッシュ、700～1500秒の事象OpenFOAM-2.1.x (waveFoam）
ものづくり
テーマ研究・開発機関掲載年計算規模利用ソフトウェア
1板金加工機開発における強度解析
～ローコスト化と耐久性確保の両立を目指して～		村田機械株式会社202412万要素、自社設備 2並列で1分ANSYS Mechanical（構造解析ソフト） 、Adams（機構解析ソフト）
2粘着テープの剥離シミュレーション
～剥離手法と原子間結合の解析～		リンテック株式会社2024計算時間10～48時間前後LAMMPS
3密度汎関数強束縛法に基づいた並列性の高い分子動力学計算
～大規模な系に対する高速アルゴリズムの実現～		株式会社メトロ202440～640コア並列（水分子1000個）自社開発プログラム
4温水洗浄便座におけるお尻洗浄の性能予測
～CFDを活用してトイレをより快適に～		パナソニック株式会社2023300万～1000万セル程度、5～30時間程度HELYX
5量子化学計算によるIRスペクトルの予測
～新材料の開発を目指して～		バンド―化学株式会社20231～12時間（Fシステム1ノード使用時）Gaussian 16
6分子動力学法による接着剤配合設計
～樹脂と粘着付与剤の相溶性評価～		積水化学工業株式会社202310万原子系、約15ns（1ns/hour）Gaussian、GROMACS、ERMod
7天井クレーンの最適運用システム
－製造業における最適生産計画立案シミュレーターの開発－		近畿大学 工学部2022シミュレーション1ケース当たり　数秒～ 1時間独自開発の生産計画立案シミュレーター
8樹脂ペレットの流動シミュレーション
－形状と流動性の関係解明－		ダイキン工業株式会社202210～30万要素（10コア並列計算で10 ～ 30時間／ケース）LS-DYNA
9ゴム破壊現象の解明による高性能・長寿命タイヤの開発－充填剤/高分子間の構造に関する検討－住友ゴム工業株式会社2021約1.4億粒子LAMMPS、J-OCTA/VSOP
10スーパーコンピュータによるスパッタ成膜シミュレーション高速化－金属の膜厚分布予測への適用－芝浦メカトロニクス株式会社2021Fシステム(最大：36ノード)で１ケース３時間程度独自開発の解析ソフト(Fortran、Intel MPI)
11SX-Aurora TSUBASAによる構造解析の高速化－高速な大規模シミュレーションに向けて－株式会社科学計算総合研究所2021A、H、F、Wシステム1ノード (Wシステムでは1ベクトルエンジン)FrontISTR 5.1.1をベースに自社開発
12食器洗い乾燥機における乾燥運転の性能予測
－CFDを活用して食器温度を予測する－		パナソニック株式会社20202,000万～8,000万セル程度HELYX、Fluent
13短繊維複合ゴム材料の物性予測シミュレーション
－FOCUSスパコン活用による計算の高速化・大規模化－		三ツ星ベルト株式会社2020Dシステム最大52ノード使用
最大1億4千万自由度程度		有限要素法構造解析ソフトウェア(FrontISTR)
14飛行時間型質量分析装置の高性能化
－イオンクーリング効果とクーロン相互作用を考慮した高精度イオン軌道計算－		株式会社島津製作所 基盤技術研究所20201ケース約20時間自社開発コードOptdesign
15調節弁のキャビテーション解析
－キャビテーション(気泡の発生）特性を数値計算で予測する－		アズビル株式会社201960ノード(480コア)Advance/FrontFlow/red
16缶コーヒーの殺菌工程での熱流解析
－安全品質とおいしさ向上の両立－		サントリー食品インターナショナル株式会社2018コーヒー缶4万3千本の同時加熱殺菌の解析ANSYS Fluent、3D Transient、8コアのHPC パック
17スクリュ圧縮機の流動シミュレーション
－周辺機器・配管を含めた統合的解析－		株式会社神戸製鋼所　機械事業部門2018PCサーバー（12～24Core)市販CFDソフト
18クラウドを利用したスピン洗浄装置の気流解析
－挙動解明と費用考察－		芝浦メカトロニクス株式会社2018Fシステム
4ノード(160並列) 3日		STAR-CCM+（シーメンス）
19フェノール架橋樹脂ネットワークの分子動力学シミュレーション住友ベークライト株式会社2018最大200 TFLOPSLAMMPS、J-OCTA、Gaussian
20FOCUSスパコン上でのiconCFD並列性能ベンチマークテスト三菱電機株式会社20182000万～5億メッシュオープンソースベース汎用熱流体解析プログラムiconCFD
21インクジェットヘッド解析
－3次元非定常、固液練成、2相自由表面の計算－		セイコーインスツル株式会社2017通常100コア以下程度、数ケースを3日で計算OpenFOAM
22ゴム破壊現象の解明による高性能・長寿命タイヤの開発
－タイヤ用ゴム材料の大規模シミュレーション－		住友ゴム工業株式会社2016約1.4億粒子J-OCTA VSOP
23自動車エンジン用Vリブドベルトの摩耗シミュレーション三ツ星ベルト株式会社2016Aシステム　最大4ノード(48コア）使用有限要素法構造解析ソフトMarc
24車室内の音場シミュレーション
－カーオーディオの開発－		パイオニア株式会社201620～200並列（1～10ノード）音響解析ソフトウェア Advance/FrontNoise
25蓄電池開発を加速する電極反応シミュレーション
－高度解析・シミュレーション融合技術の開発－		株式会社日産アーク2016数～600並列MD計算：OpenMX
26ディスプレイ用光学透明フィルムの開発住友ベークライト株式会社2013
2015		計算速度0..11 Tflops（1ノード）逆モンテカルロ法　RMC++
27変速機用ゴムベルトの構造解析シミュレーション三ツ星ベルト株式会社2013
2015		最大4ノード使用有限要素法構造解析ソフトウェア(MSC.Marc)
28気泡塔型反応器内の流動予測千代田化工建設株式会社2014最大504コア、約1000万計算セルOpenFOAM
29新材料開発技術4D NANO DESIGN住友ゴム工業株式会社2013最大1024コアOCTA/COGNAC, VSOP
スパコン利用環境整備
テーマ研究・開発機関掲載年計算規模利用ソフトウェア
1フラグメント分子軌道計算プログラムの大規模・高速化
～HPCI拠点へのライブラリ整備～		立教大学、
国立医薬品食品衛生研究所、
計算科学振興財団		2023最大「富岳」8ラック
（3072ノード）規模		ABINIT-MP
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