JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2016年4月～2017年3月)

報告書番号: R16J0024

• 責任者: 西澤 敏雄(航空技術部門 aFJRプロジェクトチーム)
• 問い合わせ先: 榎本 俊治(eno@chofu.jaxa.jp)
• メンバ: 岩船翼, 赤見坂祐輔, 神田拓磨, 佐々木大輔, 榎本俊治, 稲垣諒
• 利用分類: 航空分野(航空機エンジン)

概要

aFJRプロジェクトは, 国内のジェットエンジンメーカーが環境適合性を向上する技術を開発・実証し, 次世代ジェットエンジンの国際共同開発において設計分担を狙える技術レベルを目指すことを目的としている. 吸音ライナに関しては, 型成形可能な樹脂材を適用することで軽量化と低コスト化を図るとともに, 音響性能の向上を目指します.

目的

「aFJR（高効率軽量ファン・タービン技術実証）プロジェクト | 航空環境技術の研究開発プログラム（ECAT） | JAXA航空技術部門」参照。

目標

「aFJR（高効率軽量ファン・タービン技術実証）プロジェクト | 航空環境技術の研究開発プログラム（ECAT） | JAXA航空技術部門」参照。

参照URL

「aFJR（高効率軽量ファン・タービン技術実証）プロジェクト | 航空環境技術の研究開発プログラム（ECAT） | JAXA航空技術部門」参照。

スパコンの用途

aFJRプロジェクトにおける軽量吸音ライナ技術開発において, 吸音ライナの吸音性能の数値シミュレーションを行う技術を開発し, より吸音率の高い形状を考案する.

スパコンの必要性

吸音性能の高い吸音ライナ形状を探索するため多数の形状に対するシミュレーションを行う必要が有り, 計算能力・データ容量に優れたスパコンを用いて計算を行うことが有効である.

今年度の成果

6次精度コンパクトスキームを用いた音波の減衰が少ない解析コードであるUPACS-LESを用いて, 吸音ライナの吸音率の数値計算による評価を試みた. 垂直入射管による吸音性能評価試験を模擬して, 軸対称2次元形状の計算格子を用いて吸音ライナに音波が入射する計算を行い, 定在波比法を用いて吸音率を算出した. Fig.1は吸音ライナに音波が入射したときに発生する, 或る瞬間の圧力場と粒子速度ベクトル. Fig.2は吸音ライナの孔の周囲に生成されるエントロピであり, 孔で損失が発生することにより吸音されていることが分かる. この手法を応用することにより, より吸音率の高いライナ形状の開発を行っている.

Fig.1:音圧 と 速度ベクトル

Fig.2:エントロピー と 速度ベクトル

成果の公表

査読なし論文

1) 神田 拓磨, 赤見坂 祐輔, 稲垣 諒, 佐々木 大輔, 藤 秀実(金沢工大), 榎本 俊治, 石井 達哉(JAXA)

数値解析による音響ライナ実験モデルの吸音性能予測 Numerical Prediction of Acoustic Absorption Performance of Experimental Acoustic Liner Model) 日本航空宇宙学会 第57回航空原動機・宇宙推進講演会講演論文集 JSASS-2017-0095

計算情報

• 並列化手法: ハイブリッド並列
• プロセス並列手法: MPI
• スレッド並列手法: OpenMP
• プロセス並列数: 12
• プロセスあたりのスレッド数: 2
• 使用ノード数: 2
• 1ケースあたりの経過時間(時間): 12
• 実行ケース数: 160

利用量

総仮想利用経費(円): 1,829,425

内訳

注記: 仮想利用経費=2016年度設備貸付費用の単価を用いて算出した場合の経費

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2016年4月～2017年3月)