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» 2022年08月05日 09時00分 公開

大規模電磁波シミュレーションのクラウドサービス化の有効性を確認CAEニュース

富士通は、スーパーコンピュータ「富岳」のクラウド環境で、同社の電磁波解析ソリューション「Poynting for Microwave」を動作させて、大規模電磁波シミュレーションを実施し、クラウドサービス化の有効性を確認した。

[MONOist]

 富士通は2022年7月21日、スーパーコンピュータ「富岳」のクラウド環境で、同社の電磁波解析ソリューション「Poynting for Microwave(Poynting)」を動作させ、宇宙分野や都市交通での最新の社会課題に対する大規模電磁波シミュレーションを実施したと発表した。同年1月から3カ月にわたって行われた検証から、同シミュレーションのクラウドサービス化の有効性を確認した。

 宇宙分野については、宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙科学研究所において、X線宇宙望遠鏡での電磁波干渉問題を定量評価した。同年度中に打ち上げ予定のX線分光撮像衛星「XRISM」に搭載する、X線分光器の電磁波干渉を定量評価した。

 X線分光器は打ち上げ前に雑音の影響を検証する必要があるが、大気がある地上ではX線分光器を保持する真空槽のふたを開けられないため、宇宙空間と同様の観測状態を再現できないという課題があった。

 今回の検証では、富岳のクラウド環境でPoyntingを活用し、複雑な衛星の詳細構造をモデル化。そのデータをベースに、真空槽のふたを空けた状態を再現した大規模電磁波シミュレーションを実施した。その結果、通信用アンテナから真空槽のX線入射部に回り込む雑音となる電磁波について、衛星内での強度の定量評価に成功。軌道上でも観測性能に問題ないレベルだと確認できた。

X線分光撮像衛星「XRISM」と電波強度計算結果 X線分光撮像衛星「XRISM」と電波強度計算結果[クリックで拡大] 出所:富士通

 交通分野では、富士通が5Gを想定した路車間通信の品質評価を実施。Poyntingを用いたクラウド環境での大規模電磁波シミュレーションにより、建物や自動車などの複雑な形状の影響を考慮しつつ、交差点に設置した送信機と自動車に搭載した受信機間の路車間通信の品質を評価した。

解析モデル概観 解析モデル概観 出所:富士通

 

 検証の結果、都市モデル規模の広範囲な解析領域で、波長オーダの複雑な形状まで考慮した、厳密な電磁波シミュレーションに成功。複雑な形状の建物や設置物などの影響を考慮できることを確認した。また、FDTD法シミュレーションにより、交差点に設置した送信機から、各自動車の受信アンテナが受信する電波の強度や遅延スプレッドを算出し、厳密な通信品質評価ができた。

解析結果:電界強度分布(4.7GHz)解析結果:遅延スプレッド(単位:ナノ秒) 【左】解析結果:電界強度分布(4.7GHz)/【右】解析結果:遅延スプレッド(単位:ナノ秒)

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