将来輸送技術の研究(機体-エンジン統合設計)
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: R16J0073
- 責任者: 沖田 耕一(研究開発部門 第四研究ユニット)
- 問い合わせ先: 長谷川 進(hasegawa.susumu@jaxa.jp)
- メンバ: 苅田丈士
- 利用分類: 宇宙分野(ロケット,ロケットエンジン,宇宙輸送)
概要
将来宇宙輸送用スペースプレーンと機体とを統合した空力性能を研究し,設計手法を技術を確立する.そのために模型を用いた風洞実験とCFD解析,運搬性能を推算する概念検討を行う.宇宙輸送機は航空機と異なり大推力で加速飛行を行う.エンジンも大型となることから,機体空力特性とエンジン推進性能が干渉する.更に加速飛行中に飛行特性が大きく変化する.安定性を保つために,エンジンの艤装と作動についても検討を行う.
目的
スペースプレーン機体とエンジンとを統合した設計技術を確立し,将来宇宙輸送技術を確立する.
目標
スペースプレーン機体と搭載エンジンの統合空力性能の研究を進め,空力設計技術の確立を目指す.また機体へのエンジン艤装についての設計方針の確立を目指す.
参照URL
なし
スパコンの用途
風洞実験の事前確認,事後検討に使用.実験による計算結果の検証ののち,補完計算と他条件での計算を行い,風洞実験だけでは得られない情報を得る.
スパコンの必要性
風洞実験の機会,条件は限られまた得られる情報も限られるため,CFDシミュレーションを検証したうえで補完し外挿することが,効率的に設計技術を構築する上で不可欠である.特に3次元遷音速流れのシミュレーションは,小型パーソナルコンピューターでは演算速度においてもまた記憶容量の点からも無理であり,スパコンの使用が必須である.
今年度の成果
12月に実施したISAS遷音速風洞実験のための事前計算と実験後の解析検討を行った.揚力,抗力,ピッチンモーメントの傾向はほぼ実験と一致したが,絶対値については相違も見られる.今後,計算結果と実験結果の考察を進めてCFD計算のパラメーター設定を行うと共に,計算結果の信頼性を評価する.一方,実験ではできなかった条件での計算を行う予定である.
成果の公表
口頭発表
1) Susumu Hasegawa, Takeshi Kanda,’Preliminary Numerical Simulation of Flow around Spaceplane for Airframe Engine Integration’, ISTS 31th, Matsuyama, Japan, Jun 9, 2017.
計算情報
- 並列化手法: プロセス並列
- プロセス並列手法: MPI
- スレッド並列手法: 非該当
- プロセス並列数: 128
- プロセスあたりのスレッド数: 1
- 使用ノード数: 4
- 1ケースあたりの経過時間(時間): 256
- 実行ケース数: 60
利用量
総仮想利用経費(円): 23,211
内訳
計算システム名 | コア時間(コア・h) | 仮想利用経費(円) |
---|---|---|
SORA-MA | 0.00 | 0 |
SORA-PP | 716.45 | 6,117 |
SORA-LM | 0.00 | 0 |
SORA-TPP | 0.00 | 0 |
ファイルシステム名 | ストレージ割当量(GiB) | 仮想利用経費(円) |
---|---|---|
/home | 9.54 | 79 |
/data | 95.37 | 792 |
/ltmp | 1,953.13 | 16,223 |
アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 仮想利用経費(円) |
---|---|---|
J-SPACE | 0.00 | 0 |
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)