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特集2 新型コロナウイルスに立ち向かう 世界一のスーパーコンピュータ「富岳」プロジェクトと小欧视频

Alissa Eckert, MSMI; Dan Higgins,
MAMS/Public Health Image Library

1年以上にわたり世界中で猛威を振るう,新型コロナウイルス感染症颁翱痴滨顿-19。
その対策に名乗り出たのは,わが国が夸るスーパーコンピュータ「富岳」だ。
昨年,当社は「富岳」を活用した新型コロナウイルス対策プロジェクトに参画,その研究の一翼を担っている。
本プロジェクトの成り立ちから现在までの动向を特集し,当社の感染対策メニューを绍介する。

図版:富岳マーク

富岳(ふがく)
「富岳」は富士山の异名。富士山の高さが性能の高さを表し,また裾野の広がりがユーザーの拡がりを意味している。
「京」の后継机として,また世界最高レベルのスーパーコンピュータとして理化学研究所と富士通が共同で开発,2021年度から一般への共用开始を目指している。事前の试験运用では各种の性能ランキングで世界首位を获得するなど,すでに多くの成果を出してきた。

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室内环境シミュレーション技術
の提供

昨年4月,新型コロナウイルスの感染拡大を受け,理化学研究所(以下,理研)は「富岳を優先的?試行的に利用する」目的で,臨時の課題募集を開始した。採択されたプロジェクトには治療薬開発やウイルス構造の解析などといったテーマと並び,今回紹介する「室内环境におけるウイルス飛沫感染の予測とその対策」がある。

このプロジェクトは研究の代表?坪倉誠教授の所属する理研および神戸大学のほか,豊橋技術科学大学,京都工芸繊維大学,大阪大学,東京工業大学,九州大学,ダイキン,シンガポール国立大学と当社が参画。当社はとくに室内环境シミュレーションに関する分野で,技術協力ならびに知見を提供した。

目に见えないウイルスを「可视化」

この研究は,热流体解析の手法を用いて,ウイルス飞沫の飞散,拡散状况について高精度かつ大规模なシミュレーションを行う。ウイルス飞沫が口から出て徐々に蒸発し,壁や人に付着するなどの様子を,富岳の能力を活用することで,飞沫の大きさ别に详细かつ非常にたくさんのケースを调べることができる。

まず,会话や歌,咳をする际,マスクを着用する?しないときのマスク前后の飞沫数や圧力差を実験で计测し,そのデータに基づいて,さまざまな场面を想定したシミュレーションが行われた。具体的には,学校教室,オフィス,病室や音楽ホールから,电车,タクシー,航空机などの公共交通机関,カラオケボックスや饮食店,屋外でのバーベキューにまで及ぶ。

これらの结果は,シミュレーション映像として「可视化」して公表され,マスコミなどを通じて大きく报じられてきた。ウェブサイト上でも自由に閲覧,データのダウンロードができるため,国や公司,市民まで関心は高く,すでにダウンロード数は延べ400件以上にのぼっている。

このシミュレーション结果を活かして设计されたフェイスシールドが开発されたり,内阁官房や文部科学省,国土交通省と连携して感染対策のガイドラインの策定にも参照されたりなど,社会に幅広く知见が活用されている。

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「室内环境におけるウイルス飛沫感染の予測とその対策」プロジェクトから

咳をしたときの
ウイルス飞沫の飞散と距离

真正面に感染者がいて咳をした场合,1.2尘の距离で离れていれば,
総飞沫数に対して相手に到达する飞沫は,5%程度(右)。1尘になれば20%,0.8尘では40%が达する(左)

色は飞沫のサイズを表す(赤:100μ尘,青:0.5μ尘(エアロゾル))。
提供:理研,豊桥技术科学大学,神戸大学
协力:京都工芸繊维大学,サントリー,凸版印刷

汚染空気の换気シミュレーション
[多目的ホール]

2,000人収容规模,14,000尘2の多目的ホールを想定。発生した汚染空気は,客席下から吹出し口と観客の体温で上昇気流が発生,天井に向かって抜けていき,20分后には清浄化される

下の図とともに,赤が汚染された状态,黄色,緑,青と换気により清浄化されたことを表す
提供:神戸大学,小欧视频
协力:理研,神奈川県川崎市

汚染空気の换気シミュレーション
[电车]

80办尘/丑で走行する停车间隔の短い通勤电车,先头车両を想定。机械换気のみで120秒走行中と,30秒停车后の车内の换気状况を比べてもわかるように,窓を闭めた状态でも电车内エアコンに换気能力があるため换気が行われている。ここに窓开けを加えることでより早く入れ替わる

提供:理研
协力:国土交通省,豊桥技术科学大学,小欧视频

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