液体推進システム解析技術
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: R18JG3215
利用分野: 研究開発
- 責任者: 嶋英志, 研究開発部門第三研究ユニット
- 問い合せ先: 根岸 秀世(negishi.hideyo@jaxa.jp)
- メンバ: 加納 康仁, 古谷 龍太郎, 小川 哲司, 伊藤 孝行, 根岸 秀世, 大西 陽一, 西元 美希, 大門 優, Ashvin Hosangadi, 猪野 正輝, 深澤 修, 大野 真司, Andrea Zambon, 中島 健賀, 雨宮 孝, 梅村 悠, 藤原 大典, 谷 洋海, 藤本 圭一郎, 王丸 哲文, 小谷 秋子, 福田 太郎, 松本 万有, 外山 雅士, 照沼 暁光
事業概要
将来の液体推進システムは, 高性能を維持したコストダウンだけでなく, 様々なミッション要求に応える必要がある. 我々は, 高精度3D-CFDを活用して液体推進システム内部流れを把握することでシステム応答評価ツール用のモデリング開発を行い, シミュレーションを活用したフロントヘビー型液体ロケット設計など新規ミッション実現に向けた活動の基盤創出を目指しています.
参照URL
「ソフトウェア・解析検証技術研究｜JAXA｜研究開発部門」参照.
JSS2利用の理由
システム検討ツールのコンポーネントモデルは従来非常に簡素なものである. 計算機科学が発展してきたため, コンポーネントモデルが従来よりも複雑であっても十分設計に利用できること, また高精度のCFDによりコンポーネント内物理現象が明らかになることでより精度の高いコンポーネントモデルの開発が可能となった. 対象としている液体推進システム内の現象を明らかにするためには高忠実のCFD解析が必須であり, システム解析に利用できる幅広いパラメータスタディを行う. JSS2はこれら高忠実CFD解析に利用している.
今年度の成果
再使用ロケットRV-Xの飛行制御計画検討に向け, CFDを利用して推薬タンク内の艤装品形状を考慮したスロッシング(推進薬重心移動)の動特性を評価した(図1). 得られたCFD結果からスロッシング減衰モデルを作成し(図2)プロジェクトに提供することで, 飛行制御プログラムの作成に貢献している.
図1: 再使用ロケットRV-XとタンクスロッシングCFD解析結果
図2: タンク重心位置の時間変化
成果の公表
なし
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: 自動並列
- プロセス並列数: 1 – 4
- 1ケースあたりの経過時間: 150 時間
利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 1.22
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。
| 計算システム名 | コア時間(コア・h) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| SORA-MA | 1,384,761.92 | 0.17 |
| SORA-PP | 1,780,416.76 | 14.23 |
| SORA-LM | 335.08 | 0.16 |
| SORA-TPP | 378.39 | 0.03 |
| 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 | 638.13 | 0.66 |
| /data | 23,161.66 | 0.41 |
| /ltmp | 13,691.71 | 1.17 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| J-SPACE | 0.31 | 0.01 |
※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)