新機能紹介¶

Version 26.09.1 (2026-09-13)¶

This is a minor bug-fix version.

Fix the improper calculation of epicentral distance and event location in SAC headers in single-force mode
Improved horizontal boundary treatment for PML, which is particularly efficient to reduce artificial reflection in plane-wave mode

Version 26.09 (2026-09-01)¶

Viscoelastic PML¶

これまでのOpenSWPCでは，Perfectly Matched Layer (PML) 領域内においては完全弾性体が仮定されていました（Maeda et al., 2017）．これは計算の単純化に寄与していましたが，特に減衰の強い媒質においては，物理分散による周波数に依存しない速度低下を再現できず，内部領域とPMLとの間の速度不整合により人工反射波を生じる原因となっていました．

本バージョンからは，Martin and Komatitsch (2009) を参考にPML領域内でも内部領域と全く同じGeneralized Zener Bodyの粘弾性体モデルとPMLを融合させることでPMLの性能を大幅に向上させました．

Viscoelastic PML — 内部減衰 $Q_P = Q_S = 30$ の一様媒質での地表面における速度地震波振幅分布のスナップショット．上段が従来のもの，下段が新しい実装．直達波に比べて小さい振幅を拡大して表示している．

上図は新旧の吸収境界条件性能の比較です．従来の方法だとわずかな人工反射波が生じていましたが，新しい粘弾性PMLではそれが大幅に低減されました．この性能向上はPMLの安定性向上にも寄与すると期待されています．

この新しいアルゴリズム単独では計算量と必要メモリ量が増大するものですが，以下で説明されている必要メモリ量の削減とそれに伴う高速化により，全体としての必要メモリ量はほとんどの場合従来よりも削減されました．計算時間は計算機環境により従来と変わらない水準から，たかだか15%程度の増大にとどまっています．

Reduction of memory usage¶

PML領域のみで必要とされる配列変数のメモリ確保方法の刷新と，FP64（倍精度）とFP32（単精度）の混合精度演算のうちFP64の利用が必要な変数の精査により，メモリ使用量を大幅に削減しました．

Memory reduction — 三辺のグリッド数が等しい（ $N_x = N_y = N_z$ ）場合の，従来バージョンに対する新バージョンの必要メモリサイズの削減比率．

上図は前項のPMLの新しい実装の効果も含めた，Version 26.09 における必要メモリ量のVersion 25.05に対する削減比率を示します．モデルサイズが小さいと粘弾性PMLの採用によるメモリ量増大の影響が大きいですが，モデルサイズが増大するほどメモリ削減の効果が強くなり，一般的な3次元地震波動伝播数値シミュレーションで採用されるグリッド数（ $10^3 \sim 10^4$ ）においては使用メモリ量が30%以上削減されます．

Color Universal Design (CUD) for `read_snp.x`¶

付属ツール read_snp.x によるスナップショットファイルの可視化には，2種類のデータに対して赤系と緑系の色が採用されていました．Version 26.09 では色覚多様性に対応するためのあらたなカラーパレットを設計し， -color cud オプションとして提供します．さらに，地形や速度構造の背景色の彩度を調整する -bgsat オプションも設けました．

cud-mode — `read_snp.x` による可視化のカラーモードの比較．

Fullspace-mode reactivated¶

通常は真空（空気）層のため吸収境界条件を必要としないモデルの上端にもPMLを配置する fullspace_mode を実装しました．このモードはVersion 5.0から5.1 にかけて実装されていましたが，当時発生した技術的トラブルのため，公開をとりやめていました．Version 26.09 ではそもそもPMLの実装を全面的に書き直したため，当時の問題は消失しています．

A new source time function¶

非対称cosine型震源時間関数 asymcos (Ji et al., 2003) を実装しました．

Updated pre-set build environment¶

makefile.arch と makefile-tools.arch を整理し，GPUマシンの例を2つ追加しました．

Removed features¶

Waveform: csf-format¶

独自フォーマット csf による波形出力機能を削除しました．今後，複数のファイルをまとめて出力したい場合には，SACフォーマットをtarアーカイブにした tar_st あるいは tar_node が使えます．

Snapshot: native-format¶

出力スナップショット形式はNetCDFだけをサポートすることとしました．

Version-dependent manual¶

マニュアルWebページ上部のセレクタから，OpenSWPCのバージョンに応じてマニュアルを選択できるようになりました．Version 25.05以前の従来のマニュアルはまとめて legacy として提供されています．

Version 25.05 (2025-05-20)¶

GPGPU-Ready¶

This is the first version to support GPGPU computing via OpenACC.

All simulation codes (swpc_3d, swpc_psv swpc_sh) now support many-GPU computing using OpenACC and MPI, enabling ultra-high-speed operation.
Supporting tools can also be compiled with NVIDIA's nvfortran and run properly not only on x86 architectures but also on NVIDIA Grace CPUs.

Version 25.01 (2025-01-04)¶

速度構造モデル Linear Gradient Model (`lgm`)¶

Laterally Homogeneous Medium (lhm) と同じ形式入力ファイルから，地震波速度が層内で線形に変化するモデルを作成できるようになった．これにより，深さとともになめらかに変化する速度構造をシミュレーションに適用することができる．

下図は，OpenSWPCのexampleに提供されている同じ構造モデルファイルを用いて vmodel="lhm" と vmodel="lgm" でそれぞれP-SVコードのPSスナップショットである．lhm と比べて，lgm は速度不連続面（灰色横線）がなくなった分，内部境界の反射波や変換波が小さくなり，波動場が相対的に単純になっている．

構造モデルファイル `example/lhm.dat` を用いた `swpc_psv` の数値シミュレーションスナップショットの例．左は `vmodel="lhm"`，右は `vmodel="lgm"` で計算したもの．

一方，lgm モデルでも速度不連続面を表現することができる．すなわち，lgm はlhm を含んだスーパーセットである．また，ランダム媒質を重畳した lhm_rmed に対応する lgm_rmed も提供される．

波形出力の`tar` アーカイブ形式¶

SAC形式による地震波形ファイル出力を，観測点ごと，あるいは出力ノードからの全波形でそれぞれ1つの tar アーカイブとして出力する機能（wav_format = "tar_st", wav_format = "tar_node"）が追加された．

tar はあくまでも単一ファイルへのアーカイブであり，圧縮機能は付していませんので，出力されるファイルサイズはほとんど変わらない．だが，アーカイブによって出力ファイル数が減ることで，データ出力が効率化されるとともに，出力後のファイル管理が容易になると期待される．ちなみに，Pythonにおける地震学ライブラリObsPyを用いれば，tarアーカイブされたSAC波形ファイルは展開せずにそのまま読み込むことができる．

これまでは複数の波形データを単一ファイルにまとめる形式として，独自バイナリのcsf形式が提供されていた．目的が重複するため，csf 出力はdepreciatedとし，今後のバージョンで削除される予定である．

波形ファイルの距離計算¶

従来は calc_wav_dist パラメタによるオプション機能であった波形ファイルのヘッダへの震央距離の記録がデフォルト挙動となり，パラメタ calc_wav_dist は廃止された．

出力データ名の変更¶

同じ入力パラメタファイルから SH, P-SV, 3D の各コードを実行した際に，出力ファイル名が重複していることにより上書きされる問題を解消した．このため，出力ファイル名にコード名が追加されるようになった．また，read_snp.x から出力される画像やデータは，種別ごとにディレクトリ分けされるようになった．

ドキュメントの追加整備¶

マニュアル全体を見直し，古くなった情報を更新するとともに，解説を補強した．

Minor bugfixes¶

SAC header nzmsec が未定義であったため，一部環境で波形時刻が正しく読めない問題を修正
SAC headr kf の初期値 -12345 が正しく出力されない問題の修正
波形・スナップショット出力に記録されるタイムスタンプのUT-LocalTimeズレを補正
JIVSM構造モデル作成スクリプト内のファイル名を修正
共有ファイルシステムにおいて出力ディレクトリの作成に失敗することがある問題への対処

Version 24.09 (2024-09-13)¶

このリリースからOpenSWPC は Calender Versioning スキームを使用します．バージョン番号は YY.0M (年と月をゼロパディングで表したもの) で決定されます．

スナップショットデータ出力の大幅な高速化¶

新しいアルゴリズムの採用によりスナップショットデータのエクスポートが大幅に高速化されました．3Dシミュレーションの場合，総計算時間が最大で20％削減されました．

計算途中の波形出力¶

これまでは，地震波形ファイルはすべての計算が完了するまで作成されませんでした．新パラメータ ntdec_wav_prg を設定することで，計算中に定期的に波形が出力できるようになりました．このとき，計算が完了していない部分の波形の振幅はゼロで埋められます，この新機能により，計算の途中でも計算のモニタリングが可能になりました．ただし，出力の頻度が高すぎると計算速度に影響が出る可能性があるので注意が必要です．

チェックポイント・リスタート機能の削除¶

今後もコードの改善を継続していくため，現在ではほとんど使用されていないと思われるチェックポイント/再起動機能を削除することにしました．もし引き続きこの機能を使用したい場合は，バージョン5.3.1をご使用ください．このバージョンとバージョン5.3.1との間で，計算結果に違いはありません．

NetCDF の常時リンク¶

これまで，NetCDFライブラリなしでコンパイルすることもできました．しかし，OpenSWPCは入出力の便利な機能をNetCDFファイルの利用に依存しており，それなしでこのツールを使用することは現実的ではないため，コンパイル時に常にNetCDFライブラリへのリンクを要求することでコードを簡素化しました．

Code Modernization¶

過去のスーパーコンピューターとの互換性を保つために維持されていた，古いFortran90/95時代の構文や#ifdef-#endifマクロを排除し，コードの大部分をよりシンプルで現代的表記法であるFortran2003以降で書き直しました．一部にはさらに新しいFortran 2008以降の構文も含まれていますが，現在利用可能なほとんどのコンパイラーの範囲内であると確信しています．

Version 5.3.1 (2024-04-14)¶

Version information option¶

All executables (binaries with a .x filename extension in the bin/ directory) now accept -v or --version options to display the current version number, as shown below.

% ./bin/swpc_psv.x -v
swpc_psv (OpenSWPC) version 5.3.1

Repository change¶

Starting with version 5.3.1, code will be released from the new organizational repository (https://github.com/OpenSWPC/OpenSWPC). Links to the old repository will be redirected to the new one, and the old version of the information will not be lost. Also, starting with this release, the online documentation will be maintained separately from the OpenSWPC source code. The documentation repository is https://github.com/OpenSWPC/OpenSWPC.github.io.

A new organization repository (https://github.com/OpenSWPC/OpenSWPC)

Version 5.3.0 (2023-02-02)¶

Better parallel partitioning¶

In previous versions, automatic MPI area allocation sometimes failed when the number of grids in the X or Y direction was not divisible by the number of MPI partitions and the number of MPI partitions was very large.

This problem has been fixed in version 5.3.0.

In new version, the partitioning algorithm is as follows:

Let $N$ be the number of grid, and $P$ the number of MPI partitions. If $N$ is divisible by $P$ , i.e., $\mod(N,P)= 0$ , the number of grids assigned to a node is $N_P = N/P$ . If this is not the case, the following rule is applied:

Node ID	Number of Grids $N_P$
0 to $P$ - $M$ -1	$N_P = (N-M)/P$
$P$ - $M$ to $P$ -1	$N_P = (N-M)/P + 1$

(where $M = \mod(N,P)$ )

Python integration¶

An example of processing OpenSWPC input/output in Python is included in this manual.

Updated documentation¶

Try OpenSWPC on cloud!¶

See this example. This is also would be a nice guide to compile the OpenSWPC in Ubuntu Linux.

Better switching between EN/JP documentation¶

One can switch between Japanese and English documentation using the button to the left of the search box.
Untranslated documents (for example, this page) are displayed in English even in Japanese mode.

Others¶

Tune-up in some supercomputers
Updated version of Japanese community model JIVSM.

Previous Revision Histories¶

2021-08-27 (v5.2.0): Earth-flattening transformation, psmeca (a new source representation), seawater velocity structure w/ SOFAR channel, a new tool that converts 2D simulation output into pseudo-3D, supporting new Japanese supercomputers, and some minor bugfixes.
2020-08-13 (v5.1.0): Strict-mode
2019-08-27 (v5.0.0): New web-based documentation, stress/strain waveform output, slip-based source specification, and many bugfixes.
2017-09-21 (v4.0): Minor bugfixes, new binary output for waveform, updated references.
2016-08-20 (v3.0): Hybrid parallel simulation for 2D codes.
2016-06-19 (v2.0): Hybrid parallel simulation for 2D codes.
2016-05-05 (v1.0): Official first release as an open-source software
2016-02-03: Output in \texttt{NetCDF} format.
2016-01-14: Body force and reciprocity modes.
2015-07-14: MPI/OpenMP hybrid parallel simulation mode.
2015-06-29: Added random media.
2015-06-10: Revision for the new Earth Simulator.
2015-06-04: First closed version for the ERI/UT joint usage program.