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DNS解析に基づく高マッハ数混相乱流LESモデルの構築

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2018年4月~2019年3月)

報告書番号: R18JACA11

利用分野: JSS2大学共同利用

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  • 責任者: 福田紘大, 東海大学
  • 問い合せ先: 福田紘大, 准教授, 東海大学(fukuda@tokai-u.jp)
  • メンバ: 福田 紘大, 野々村 拓

事業概要

超音速混相乱流のLESモデル構築に向けて, 高Mach数・低Reynolds数の球周り流れの直接解析(DNS)を行い, データベースを構築するとともに現象把握を行う.

参照URL

なし

JSS2利用の理由

本事業では境界適合格子を用いた高Mach数・低Reynolds数流れにおける球周り流れのDNSにより球周り流れのデータベース構築を行う. 計算コストの高いDNSによりデータベースを構築するには大規模解析を多数の条件で実施する必要があるため, 本事業においてスパコンの演算能力は必須である.

今年度の成果

回転球周り流れのDNSを行い, 渦放出や回転による揚力に対する圧縮性の影響を調べた. また, Reynolds数1,000以下の遷音速域における静止球周り流れのDNSを行い, 流れの様相などを詳細に調べた.

Annual Reoprt Figures for 2018

図1: 回転球の後流渦構造に対するMach数と無次元回転数に対する影響(Re = 300)

 

Annual Reoprt Figures for 2018

図2: 回転による揚力の時間平均値

 

Annual Reoprt Figures for 2018

図3: 圧縮性低Reynolds数流れにおける静止球周りの流れの様相の分布

 

成果の公表

-査読付き論文

Nagata, T., Nonomura, T., Takahashi, S., Mizuno, Y., and Fukuda, K., “Direct Numerical Simulation of Flow past a Transversely Rotating Sphere up to a Reynolds Number of 300 in Compressible Flow,” Journal of Fluid Mechanics, Vol. 857, December, 2018, pp. 878-906.

-口頭発表

永田貴之, 野々村拓, 吉田真優, 高橋俊, 福田紘大, “直接数値解析データベースを用いた粒子Reynolds数50-1000の圧縮性流れにおける微小粒子の空力係数および後流渦の解析,” 第32回数値流体力学シンポジウム, 東京, 12月, 2018.

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: OpenMP
  • プロセス並列数: 16 – 289
  • 1ケースあたりの経過時間: 100 時間

利用量

 

総資源に占める利用割合※1(%): 0.34

 

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 3,044,531.35 0.37
SORA-PP 0.00 0.00
SORA-LM 0.00 0.00
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 37.59 0.04
/data 19,647.94 0.35
/ltmp 2,068.02 0.18

 

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 16.35 0.57

※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(2018年4月~2019年3月)