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15号) は2025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57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。
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PICK UP! （事例集第15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による心臓手術の設計支援 | 株式会社 Cardio Flow Design | 2025 | 32 ～ 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 | 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 | 2022 | 32 ～ 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 |
| 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（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 | 2022 | A、H、Zシステム 計算時間 約20時間 | PHITS(Particle and Heavy Ion Transport Code System) |
| 4 | 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 | 2018 | Hシステム 計算時間 約20時間 | PHITS(Particle and Heavy Ion Transport Code System) |
| 5 | 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 Design | 2017 | 80～120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 |
| 6 | 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 | 2014 | 168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 | 2021 | F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 | 2020 | F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 | 2019 | 800万セル | 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 | 2016 | 1㎞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） | 2013 | 12～24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 | 2023 | 256 ～ 512コア並列、1ケース 24時間程度、ケーススタディ数3600 | Quantum 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 | 2022 | 200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 |
| 5 | 3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 | 2021 | 100～500万セル | 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EEM | 2020 | 2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 |
| 10 | LNG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 | 2016 | 2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 | 2015 | 110万ノード時間積 | 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6Tflops | OpenFOAM |
| 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 | 2014 | 96～256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 | 最適な撹拌機の選定 ～流動解析による攪拌効率比較～ | ユニチカ株式会社 | 2025 | 約100並列、計算時間10～20時間 | STAR-CCM＋(流体力学解析ソフト) |
| 2 | 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 | 2024 | 12万要素、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) |
| 3 | 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 |
| 4 | 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 | 2024 | 40～640コア並列（水分子1000個） | 自社開発プログラム |
| 5 | 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 | 2023 | 300万～1000万セル程度、5～30時間程度 | HELYX |
| 6 | 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 | 2023 | 1～12時間（Fシステム1ノード使用時） | Gaussian 16 |
| 7 | 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 | 2023 | 10万原子系、約15ns（1ns/hour） | Gaussian、GROMACS、ERMod |
| 8 | 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 |
| 9 | 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 | 2022 | 10～30万要素（10コア並列計算で10 ～ 30時間／ケース） | LS-DYNA |
| 10 | 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 |
| 11 | 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 | 2021 | F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) |
| 12 | SX-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 | 2021 | A、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 |
| 13 | 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 | 2020 | 2,000万～8,000万セル程度 | HELYX、Fluent |
| 14 | 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 | 2020 | D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) |
| 15 | 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 | 2020 | 1ケース約20時間 | 自社開発コードOptdesign |
| 16 | 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 | 2019 | 60ノード(480コア) | Advance/FrontFlow/red |
| 17 | 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 |
| 18 | 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 | 2018 | PCサーバー（12～24Core) | 市販CFDソフト |
| 19 | 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 | 2018 | Fシステム 4ノード(160並列) 3日 | STAR-CCM+（シーメンス） |
| 20 | 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 TFLOPS | LAMMPS、J-OCTA、Gaussian |
| 21 | FOCUS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 | 2018 | 2000万～5億メッシュ | オープンソースベース汎用熱流体解析プログラムiconCFD |
| 22 | 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 |
| 23 | 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 |
| 24 | 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 | 2016 | A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 |
| 25 | 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 | 2016 | 20～200並列（1～10ノード） | 音響解析ソフトウェア Advance/FrontNoise |
| 26 | 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 |
| 27 | 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++ |
| 28 | 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) |
| 29 | 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 |
| 30 | 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 |
