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: R16J0108

• 責任者: 松尾 裕一(航空技術部門 数値解析技術研究ユニット)
• 問い合わせ先: 石田 崇(ishida.takashi@jaxa.jp)
• メンバ: 山谷徹
• 利用分類: 基礎分野(数値解析,CFD)

概要

本研究の目的は,格子ボルツマン法を用いた高速な非定常解析手法の構築である.衝突項モデルのSRT(Single-Relaxation Time),CLBM(Cascaded-LBM)の計算安定性と計算時間を比較するために,様々な格子解像度で2次元せん断層流れの検証計算を実施した.これにより,CLBMが高レイノルズ数,および低解像度の場合で最も安定で精度が良いと言えた.しかしながら,SRTと比較してCLBMの計算時間は約10倍である.コードのチューニングを行った結果,CLBMの計算時間はチューニング前と比較して85%短縮化された.

目的

本研究の目的は,格子ボルツマン法(LBM:Lattice Boltzmann Method)を用いた高速な非定常解析手法の構築である.

目標

LBMにおける衝突項モデルの性能を,検証計算の実施により評価する.

参照URL

なし

スパコンの用途

LBMによる非圧縮性流体解析ソルバを用いて,検証計算を実施する上で非定常解析をする.

スパコンの必要性

LBMによる非定常計算のため計算コストが大きく,これを高速に処理するためにJSS2の利用は必須である.

今年度の成果

CLBMが高レイノルズ数,および低解像度の場合で最も安定で精度が良いと判断できた.ただし,計算時間についてはSRTと比較してCLBMは約10倍であった.その上で,CLBMのコードのチューニングを行った結果,CLBMの計算時間はチューニング前と比較して85%短縮化された.

Fig.1:渦度分布(計算安定性)(行: 衝突項モデル(SRT, CLBM), 列: 1辺の分割数 = 128, 256, 512)

Fig.2:計算時間(1辺の分割数=128)

成果の公表

口頭発表

1) 山谷徹,石田崇,青山剛史,'格子ボルツマン法における衝突項モデルの性能評価,' 第30回数値流体力学シンポジウム,(2016),B06-1

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: 1
• プロセスあたりのスレッド数: 32
• 使用ノード数: 1
• 1ケースあたりの経過時間(時間): 0.0167-0.149
• 実行ケース数: 7

利用量

総仮想利用経費(円): 553,922

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)