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フロンティア領域の非定常CFD解析技術に関する研究

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2017年4月~2018年3月)

報告書番号: R17JA1901

利用分野: 航空技術

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  • 責任者: 青山剛史 航空技術部門数値解析技術研究ユニット
  • 問い合せ先: 橋本敦 hashimoto.atsushi@jaxa.jp
  • メンバ: 石田崇, 橋本敦, 林謙司, 青山剛史, 山本貴弘, 金森正史

事業概要

バフェットや剥離などの非定常現象が発生する巡航以外の状態に着目し,非定常現象を精度良く予測できるCFD技術の実用化をターゲットとし,フライトエンベロープ(航空機の飛行可能な範囲)全領域で使えるCFDの実現を目指します.

参照URL

フロンティア領域の非定常CFD解析技術 | 数値解析技術 | JAXA航空技術部門」参照.

JSS2利用の理由

非定常計算は,定常計算の1000倍以上のコストになり,実用的な計算時間で結果を得るには,スパコンが必要.

今年度の成果

NASA-CRMのwing-body形態に対して,Zonal-DES法を用いてバフェットを計算した.Zonal-DESのRANS領域には壁モデルを使用した.それにより,格子数を1/3程度に削減し,計算コストを大幅に減らすことに成功した.マッハ数は0.85,レイノルズ数は1.5×106,迎角は4.87°である.格子はBOXFUNで作成し,約2100万セルである.

スパン方向60%位置における圧力の平均値,RMS値を(図1),(図2)に示す.壁モデルを用いることで,実験に近い衝撃波位置で予測することができている.RMS値のピーク値も実験とほとんど同じである.また,翼面上の圧力分布(瞬時値)を(図3)に示す.バフェットセルと呼ばれる衝撃波の変動がスパン方向に移流する現象を再現することができた.

Annual Reoprt Figures for 2017

図1: 圧力の平均値

 

Annual Reoprt Figures for 2017

図2: 圧力のRMS値

 

Annual Reoprt Figures for 2017

図3: 表面圧力

 

成果の公表

■ 査読付論文

1)橋本敦,青山剛史,松尾裕一,上野真,中北和之,浜本滋,澤田恵介,松島紀佐,今村太郎,越智章生,吉本稔,”First Aerodynamics Prediction Workshop (APC-I)の集計結果”,航空宇宙技術,accepted

2)橋本敦,青山剛史,松尾裕一,上野真,中北和之,浜本滋,澤田恵介,松島紀佐,今村太郎,越智章生,吉本稔,”Second Aerodynamics Prediction Workshop (APC-II)の集計結果”,航空宇宙技術,accepted

3)橋本 敦,石田 崇,青山 剛史,林 謙司,上島 啓司,”FaSTARによるNASA-CRMの空力解析の格子依存性”,航空宇宙技術,accepted

■ 口頭発表

1)山本貴弘,林謙司,上島啓司,石田崇,橋本敦,青山剛史,FaSTARによる各種格子・乱流モデルを用いた解析,APC-III

2)橋本敦,まとめ,APC-III

3)橋本敦,石田崇,青山剛史,山本貴弘,林謙司,上島啓司,”FaSTARによる高迎角流の定常・非定常解析”,飛行機シンポジウム,2017

4)橋本敦,青山剛史,上野真,中北和之,浜本滋,澤田恵介,松島紀佐,今村太郎,越智章生,吉本稔,”APC-IIIの集計結果”,飛行機シンポジウム,2017

5)Atsushi Hashimoto, Takashi Ishida, Takashi Aoyama, Yuya Ohmichi, Takahiro Yamamoto, and Kenji Hayashi. “Current Progress in Unsteady Transonic Buffet Simulation with Unstructured Grid CFD Code”, 2018 AIAA Aerospace Sciences Meeting, AIAA SciTech Forum, (AIAA 2018-0788)

JSS2利用状況

計算情報

  • プロセス並列手法: MPI
  • スレッド並列手法: N/A
  • プロセス並列数: 512 – 2024
  • 1ケースあたりの経過時間: 15.00 時間

利用量

 

総資源に占める利用割合※1(%): 2.35

 

内訳

JSS2のシステム構成や主要な仕様は、JSS2のシステム構成をご覧下さい。

計算資源
計算システム名 コア時間(コア・h) 資源の利用割合※2(%)
SORA-MA 19,589,093.12 2.60
SORA-PP 41,299.17 0.52
SORA-LM 1,028.15 0.01
SORA-TPP 0.00 0.00

 

ファイルシステム資源
ファイルシステム名 ストレージ割当量(GiB) 資源の利用割合※2(%)
/home 194.41 0.13
/data 16,592.12 0.31
/ltmp 2,087.98 0.16

 

アーカイバ資源
アーカイバシステム名 利用量(TiB) 資源の利用割合※2(%)
J-SPACE 2.26 0.10

※1 総資源に占める利用割合:3つの資源(計算, ファイルシステム, アーカイバ)の利用割合の加重平均.

※2 資源の利用割合:対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2017年4月~2018年3月)