森田 直樹

Naoki MORITA

東京大学生産技術研究所
吉川研究室
助教
Assistant Professor, Yoshikawa Laboratory,
Institute of Industrial Science,
The University of Tokyo, Japan.
morita [at] telu.iis.u-tokyo.ac.jp / 03-5452-6105 (内線 56105)
〒153-8505 東京都目黒区駒場4-6-1 東京大学生産技術研究所 Be302 吉川研究室
Yoshikawa laboratory Be302, Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, 4-6-1 Komaba, Meguro-ku, Tokyo, 153-8505 Japan.

Education

  • 久留米工業高等専門学校 機械工学科 (2006年4月～2011年3月)
  • 久留米工業高等専門学校 専攻科 機械・電気システム工学専攻 (2011年4月～2013年3月)
  • 大学評価・学位授与機構 学士 (工学) (2013年3月)
  • 東京大学大学院 新領域創成科学研究科 人間環境学専攻 修士課程 (2013年4月～2015年3月)
  • 東京大学大学院 新領域創成科学研究科 人間環境学専攻 修士 (環境学) (2015年3月)
  • 東京大学大学院 新領域創成科学研究科 人間環境学専攻 博士課程 (2015年4月～2018年3月)
  • 東京大学大学院 新領域創成科学研究科 人間環境学専攻 博士 (環境学) (2018年3月22日)
  • Kurume National College of Technology, Dept. of Mechanical Engineering (April 2006～March 2011)
  • Kurume National College of Technology, Advanced Engineering School, Mechanical and Electrical Systems Engineering Advanced Course (April 2011～March 2013)
  • National Institution for Academic Degrees and University Evaluation, Bachelor's degree in Engineering (March 2013)
  • The University of Tokyo, Graduate School of Frontier Sciences, Dept. of Human and Engineered Environmental Studies, Master Course (April 2013～March 2015)
  • The University of Tokyo, Graduate School of Frontier Sciences, Dept. of Human and Engineered Environmental Studies, Master's degree in Environmental studies (March 2015)
  • The University of Tokyo, Graduate School of Frontier Sciences, Dept. of Human and Engineered Environmental Studies, Doctor Course (April 2015～March 2018)
  • The University of Tokyo, Graduate School of Frontier Sciences, Dept. of Human and Engineered Environmental Studies, Ph.D in Environmental studies (22 March 2018)

Research Experience

  • 東京大学生産技術研究所 助教 (2018年4月〜)
  • Assistant Professor, Institute of Industrial Science, The University of Tokyo (April 2018〜)

Funding & Project

  • フラッグシップ2020プロジェクト サブ課題8-F 実施担当者 (2018年4月〜)
  • FrontISTRによる構造物―地盤連成系の地震時挙動解析, 大規模HPCチャレンジ, 東京大学情報基盤センター (2017年12月)
  • 情報処理推進機構 2017年度 未踏アドバンスト事業 (2017年8月〜2018年2月)
  • 日本学術振興会 特別研究員 DC2 (2017年4月〜2018年3月)
  • フラッグシップ2020プロジェクト サブ課題8-E リサーチアシスタント (2016年4月〜2018年3月)
  • FLAGSHIP2020 Project sub challenge 8-F (April 2018〜)
  • Seismic Response Analysis for Soil-Structure Interaction Model Using FrontISTR, Large-scale HPC Challenge Project, Information Technology Center, The University of Tokyo (December 2017)
  • IPA 2017 Mitoh Advanced Project (August 2017〜February 2018)
  • JSPS Research Fellow DC2 (April 2017〜March 2018)
  • FLAGSHIP2020 Project sub challenge 8-E Research Assistant (April 2016〜March 2018)

Professional Experience

  • 株式会社科学計算総合研究所 テクニカルアドバイザー (2018年8月～)
  • 株式会社科学計算総合研究所 取締役 (2015年12月～2016年12月)
  • 日本原子力研究開発機構 テクニカルパートタイマー (2013年12月～2016年3月)
  • Research Institute for Computational Science Co. Ltd., Technical advisor (August 2018～)
  • Research Institute for Computational Science Co. Ltd., Director (December 2015～December 2016)
  • Japan Atomic Energy Agency, Technical part-timer (December 2013～March 2016)

Other Experience

  • 日本計算工学会 夏季学生講演会 2018 実行委員 (2018年9月)
  • 一般社団法人 FrontISTR Commons ソフトウェアWG 主査 (2018年7月〜)
  • 三菱重工業株式会社 インターンシップ (2013年8月～2013年9月)
  • TDK株式会社 インターンシップ (2012年10月～2012年12月)
  • JSCES Summer Student Lectures 2018 Staff (2013～September July 2018)
  • FrontISTR Commons Software WG Chief examiner (July 2018〜)
  • Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Internship (August 2013～September 2013)
  • TDK Corporation, Internship (October 2012～December 2012)

Awards

  • 日本原子力学会計算科学技術部会部会学生優秀講演賞, 日本原子力学会, (2018年3月)
  • 東京大学大学院 新領域創成科学研究科 人間環境学専攻 学内規程による表彰 (専攻長賞) (2018年3月)
  • 第11期 東京大学アントレプレナー道場 最優秀賞 (2015年12月)
  • 東京大学大学院 新領域創成科学研究科 人間環境学専攻 学内規程による表彰 (専攻長賞) (2015年3月)
  • 長岡技術科学大学 平成23年度機械系研究情報交換会 優秀プレゼンテーション賞 (2011年8月)
  • 日本機械学会 畠山賞 (2011年3月)
  • 久留米工業高等専門学校 機械工学科 学内規程による表彰 (成績優秀者) (2011年3月)
  • Best Student Presentation Award, Computational Science and Engineering Division, Atomic Energy Society of Japan (March 2018)
  • Student Commendation Award, Dept. of Human and Engineered Environmental Studies, Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo (March 2018)
  • The Highest Award, 11th the University of Tokyo Entrepreneur Dojo (December 2015)
  • Student Commendation Award, Dept. of Human and Engineered Environmental Studies, Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo (March 2015)
  • Excellent Presentation Award, H23 Information Exchange Meetings of Mechanical Engineering, Nagaoka University of Technology (August 2011)
  • Hatakeyama Award, The Japan Society of Mechanical Engineers (March 2011)
  • Student Commendation Award, Dept. of Mechanical Engineering, Kurume National College of Technology (March 2011)

Societies

  • 日本機械学会
  • 日本計算工学会
  • 日本応用数理学会
  • 日本原子力学会
  • The Japan Society of Mechanical Engineers
  • The Japan Society for Computational Engineering and Science
  • The Japan Society for Industrial and Applied Engineering and Mathematics
  • Atomic Energy Society of Japan

Research Interests

  • 並列有限要素法
  • 領域分割法
  • 線形ソルバ・前処理
  • 確率有限要素法
  • Parallel Finite Element Method
  • Domain Decomposition Method
  • Linear Equation Solver / Preconditioning
  • Stochastic Finite Element Method

Like

  • ZAZEN BOYS

Peer-reviewed Journal Papers

  1. 井原遊, 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, 有限要素解析のためのクラウドCAE問題解決環境の開発, 日本計算工学会論文集, Vol.2017, p.20171004, 2017.
  2. Naoki MORITA, Toyomitsu HARADA and Hiroshi NOGUCHI, Simple Method of Using Strain Gages to Estimate Stress Fields Near a Notch in Structures Subjected to Large Deflections, Journal of Testing and Evaluation, ASTM International, Vol. 45, No. 5, 2017.
  3. Naoki MORITA, Kazuo YONEKURA, Ichiro YASUZUMI, Mitsuyoshi TSUNORI, Gaku HASHIMOTO and Hiroshi OKUDA, Development of 3*3 DOF Blocking Structural Elements to Enhance the Computational Intensity of Iterative Linear Solver, JSME Mechanical Engineering Letters, Vol. 2, pp. 16-00082, 2016.
  4. Naoki MORITA, Gaku HASHIMOTO and Hiroshi OKUDA, Stabilized Approximate Inverse Preconditioning Based on A-orthogonalization Process for Parallel Finite Element Analysis, JSIAM Letters, Vol. 8, pp.25-28, 2016.
  5. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, 並列有限要素法のためのA-直交過程に基づくRIF前処理, 日本計算工学会論文集, Vol.2014, p.20140015, 2014.

Conference Papers

  1. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, 反復法による線形方程式求解の計算時間を推定できる深層学習モデルの構築, 日本計算工学会, 第23回計算工学講演会講演論文集, Vol. 23, G-04-04, 名古屋, 2018年6月.
  2. Yoshiyuki TAKAHASHI, Naoki MORITA, Toshihide SAKA, Gaku HASHIMOTO, Hiroshi OKUDA, Toshihiro KOISO, Kazuhiko YAMADA, Large-Scale Parallel Finite-Element Analysis of Seismic Response Considering Soil-Structure Interaction, 18th SIAM Conference on Parallel Processing for Scientific Computing, Japan, May 2018.
  3. Naoki MORITA, Gaku HASHIMOTO and Hiroshi OKUDA, Large-scale Finite Element Analysis Suitable for Additive Manufacturing Simulation Models Including Many Multi-point Constraints, The 1st ECCOMAS Thematic Conference on Simulation for Additive Manufacturing, Germany, October 2017.
  4. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, 並列FEMのための直接法・反復法統一的線形ソルバ, 日本原子力学会, 日本原子力学会 2017年秋の年会, 1G06, 北海道, 2017年9月.
  5. Yoshiyuki TAKAHASHI, Naoki MORITA, Toshihide SAKA, Gaku HASHIMOTO, Hiroshi OKUDA, Kazuhiko YAMADA, Large-scale Parallel Finite Element Analysis of a Reactor Building in Consideration of Soil-Structure Interaction, SMiRT-24, Korea, 2017.
  6. Naoki MORITA, Gaku HASHIMOTO and Hiroshi OKUDA, Monolithic Linear Equation Solver for Parallel Finite Element Method, USNCCM 14, Canada, July 2017.
  7. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, オーバーラッピング型領域分割に基づくSPIKE前処理のローカルソルバーの性能評価, 日本計算工学会, 第22回計算工学講演会講演論文集, Vol. 22, D-08-2, 埼玉, 2017年5月.
  8. Naoto MITSUME, Naoki MORITA, Aaron S. Donahue, Joannes J. Westerink and Shinobu Yoshimura, Development of Parallel Solvers of 2D-3D One-way Coupling Models for Multi-scale Wave Simulation, The 19th International Conference on Finite Elements in Flow Problems, Italy, April 2017 (invited).
  9. 森田直樹, 高橋容之, 橋本学, 奥田洋司, メニーコアプロセッサを用いた地盤―建物モデルに対する並列有限要素解析の性能評価, 日本原子力学会, 日本原子力学会 2017年春の年会, 1G13, 神奈川, 2016年3月.
  10. 高橋容之, 森田直樹, 坂敏秀, 橋本学, 奥田洋司, 山田和彦, FrontISTRを用いた建屋-地盤連成モデルの地震応答解析, 日本機械学会, 日本機械学会2016年度年次大会, 名古屋, 2016年9月.
  11. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, オーバーラッピング型領域分割に基づくSPIKE前処理, 日本応用数理学会, 日本応用数理学会2016年度年会講演論文集, 福岡, 2016年9月.
  12. 森田直樹, 初谷怜慈, 橋本学, 奥田洋司, メニーコア・コプロセッサを用いたパイプライン共役勾配法の性能評価, 日本計算工学会, 第21回計算工学講演会講演論文集, Vol. 21, 新潟, 2016年6月.
  13. Hiroshi OKUDA, Naoki MORITA and Gaku HASHIMOTO, Parallel Localized Robust Incomplete Factorization Preconditioning IRIF(p) with Mixed-precision, International Workshop on Software for Peta-Scale Numerical Simulation, Session 6-1, Japan, December 2015.
  14. Naoki MORITA, Gaku HASHIMOTO and Hiroshi OKUDA, Robust Incomplete Factorization Preconditioner with Mixed-Precision for Parallel Finite Element Analysis, SIAM Conference on Applied Linear Algebra, CP19, Atlanta, October 2015.
  15. 橋本学, 高橋容之, 森田直樹, 奥田洋司, 地盤-建物モデルに対する並列有限要素法の性能評価, 日本機械学会, 日本機械学会2015年度年次大会, J0110105, 北海道, 2015年9月.
  16. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, 混合精度演算を用いた並列有限要素法のためのISAINV前処理, 日本応用数理学会, 日本応用数理学会2015年度年会講演論文集, 石川, 2015年9月.
  17. 森田直樹, 高橋容之, 橋本学, 奥田洋司, 並列有限要素解析のためのRIF前処理(要素タイプ混在問題における適用性評価), 日本計算工学会, 第20回計算工学講演会講演論文集, Vol. 20, 茨木, 2015年6月.
  18. Hiroshi OKUDA, Naoki MORITA and Gaku HASHIMOTO, Robust Incomplete Factorization Preconditioning for Domain Decomposition Parallel FEM, The 18th International Conference on Finite Elements in Flow Problems, Taiwan, March 2015.
  19. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, 混合精度演算を用いた並列有限要素法のためのRIF前処理, 日本応用数理学会, 日本応用数理学会環瀬戸内応用数理研究部会第18回シンポジウム講演予稿集, pp.6-7, 岡山, 2014年12月.
  20. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, 並列有限要素法のためのA-直交過程に基づくSAINV前処理, 日本応用数理学会, 日本応用数理学会2014年度年会講演論文集, pp.245-246, 東京, 2014年9月.
  21. 森田直樹, 橋本学, 奥田洋司, 並列有限要素法のためのA-直交過程に基づくRIF前処理, 日本計算工学会, 第19回計算工学講演会講演論文集, Vol. 19, 広島, 2014年6月.
  22. 森田直樹, 原田豊満, ひずみゲージと解析関数による大たわみ問題の応力場推定に関する研究, 日本機械学会M&M2012材料力学カンファレンス, OS2008, 愛媛, 2012年9月.
  23. 森田直樹, 原田豊満, 野口博司, ひずみゲージと解析関数による大たわみ問題の応力場推定に関する研究, 日本機械学会, 日本機械学会2012年度年次大会, G030072, 石川, 2012年9月.
  24. 森田直樹, 原田豊満, ひずみゲージと解析関数による大たわみ問題の応力場推定に関する研究, 日本機械学会中国四国支部 第50期講演会, No. 115, 広島, 2012年3月.
  25. 森田直樹, 原田豊満, ひずみゲージと解析関数による大たわみ問題の応力場推定に関する研究, 第21回九州沖縄地区高専フォーラム, 大分, 2011年12月.

Others

  1. 森田直樹, 新米大学教員が顧みる自身の博士課程と教員生活の近状, 日本計算工学会, JSCES 夏季学生講演会 2018, 埼玉, 2018年9月 (基調講演).
  2. 森田直樹, 井原遊, GitによるFrontISTRプログラムの開発管理スタイル, FrontISTR研究会, 東京, 2018年8月.
  3. 中島研吾, 岩下武史, 深谷猛, 市村強, 奥田洋司, 古村孝志, 塙敏博, 伊田明弘, 近藤正章, 坂本龍一, 藤田航平, 星野哲也, 有間英志, 森田直樹, 横田理央, 荻田武史, 尾崎克久, 片桐孝洋, 八代尚, 河合直聡, 井上弘士, 大島聡史, 荒川隆, 堀越将司, 成瀬彰, G. Wellein, A. Basermann, 高性能・変動精度・高信頼性数値解析手法とその応用, 学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第10回シンポジウム, 東京, 2018年7月.
  4. 森田直樹, 大規模計算事例：FrontISTRによる構造物-地盤連成系の地震時挙動解析, FrontISTR研究会, 東京, 2018年7月.
  5. 高橋容之, 坂敏秀, 小磯利博, 山田和彦, 森田直樹, 橋本学, 奥田博司, FrontISTRによる構造物―地盤連成系の地震時挙動解析, スーパーコンピューティングニュース, Vol.20, No.3, 2018年5月.
  6. 森田直樹, 深層学習により反復解法の計算時間推定を行うための基礎的検討, FrontISTR研究会, 東京, 2018年2月.
  7. 森田直樹, 並列FEMのための直接法・反復法統一的線形ソルバ, 日本計算工学会, JSCES学生サマーキャンプ2017 夏季学生講演会, 山梨, 2017年9月 (招待講演).
  8. 松田和高, 森田直樹, 井原遊, 奥田洋司, Xeon Phi 「Knights Landing」におけるFEMプログラム (FrontISTR) のパフォーマンス測定, CAE計算環境研究会, 東京, 2016年11月.
  9. ITBL community, Web-based Problem Solving Environment for Large-scale Finite Element Analysis, SC16, Salt Lake City, UT, 2016年11月.
  10. 森田直樹, オーバーラッピング型領域分割に基づくSPIKE前処理, 日本計算工学会, JSCES学生サマーキャンプ2016 夏季学生講演会, 山梨, 2016年9月.
  11. 森田直樹, FrontISTRにおける固有値解析の解説, FrontISTR研究会, 千葉, 2016年7月.
  12. 森田直樹, 井原遊, クラウドCAEサービスCistr, eLV勉強会, 東京, 2016年3月.
  13. Naoki MORITA, Yu IHARA, Gaku HASHIMOTO, Hiroshi OKUDA, Web based Problem Solving Environment for Large-scale Finite Element Analysis, Global Teamwork Lab 3rd Symposium, Tokyo, May 2016.
  14. 森田直樹, FEM大規模構造解析におけるプリ・ポスト環境の現状と課題～研究室におけるオープンソースソフトウェア群の利用経験から～, 第19回原子力計算科学セミナー, 千葉, 2016年3月.
  15. 森田直樹, 井原遊, 生野達大, クラウドCAEサービスCistr, FrontISTR研究会, 千葉, 2015年12月.
  16. 森田直樹, Pipelined CG法の導出と数値例, 日本計算工学会, JSCES学生サマーキャンプ2015 学生講演会, 茨城, 2015年9月.
  17. 森田直樹, 並列有限要素法のためのA-直交過程に基づくRIF前処理, 日本計算工学会, JSCES学生サマーキャンプ2014 学生講演会, 茨城, 2014年8月.
  18. 森田直樹, SAINV系およびRIF系前処理つき反復法ソルバーによる並列有限要素解析, 第14回原子力計算科学セミナー(有限要素法解析における行列計算技術の最前線), 千葉, 2014年2月.
  19. 森田直樹, ひずみゲージと解析関数による大たわみ問題の応力場推定に関する研究, 長岡技術科学大学平成23年度機械系研究情報交換会, No. K-1, 新潟, 2011年8月.

Research

オーバーラッピング型領域分割に基づくSPIKE前処理

並列有限要素法のためのA-直交過程に基づくIRIF・ISAINV前処理とその混合精度演算

  • 非零プロファイルを用いて演算量をO(N^3)からO(N^2)へ削減
  • 局所前処理として並列化
  • 混合精度前処理化しComputational Intensityを向上させる
  • 丸め誤差によるBreakdownは正定値性を維持することで防がれる

有限要素法構造解析における動的解析

  • 有限要素法構造解析における動的解析についてまとめました [PDF]

有限要素法構造解析における固有値計算

  • 構造解析における固有値解析についてまとめました [PDF]
  • 構造解析における固有値解析と周波数応答解析についてまとめました [PDF]

有限要素法による非線形非定常熱伝導解析

  • 有限要素法による非線形非定常熱伝導解析についてまとめました [PDF]

連立一次方程式の直接解法

  • 連立一次方程式の直接解法についてまとめました [PDF]

Pipelined Conjugate Gradient Methodの導出

  • Pipelined Conjugate Gradient Methodの導出についてまとめました [PDF]

FrontISTRの機能実装と開発

  • MITCシェル要素の積層要素化
  • MITCシェル要素の異方性材料の実装
  • 6自由度シェル要素・梁要素と3自由度要素の要素混在の実装
  • 6自由度CGソルバの実装
  • シェル要素のひずみ・応力をもつ構造体の導入と出力変更
  • キャッシュの実装によるパーティショナの高速化
  • ハッシュテーブルの実装による材料定義ルーチンの高速化
  • トラス要素と3自由度要素の要素混在の実装・パーティショナとリファイナへの対応
  • 固有値解析ソルバの再構築
  • 固有値解析における刺激係数と有効質量の算出
  • 要素別に定義するレイリー減衰の線形・非線形陰解法への実装
  • 2節点ダンパー要素の実装
  • AVSのバイナリ出力の実装
  • IRIF・ISAINV前処理の導入
  • Pipelined CG法の実装
  • Abaqus用インターフェイスの拡張
  • その他バグ・Gitの管理

コンパイラのプリプロセッサとデバッグオプション

gfortran -fbounds-check -fbacktrace -ffpe-trap=invalid -cpp
ifort -CB -traceback -fpe0 -cpp
pgfortran -C -traceback -g -Mbounds -Mpreprocess
mpifrtpx -g -Cpp
Design by TEMPLATED