サンプルリターンカプセルの研究開発
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: R18JU1600
利用分野: 宇宙科学
- 責任者: 三保和之, 宇宙科学研究所宇宙科学プログラム室
- 問い合せ先: 山田 和彦 (JAXA/ISAS)(yamada.kazuhiko@jaxa.jp)
- メンバ: 山田 和彦, 比護 悠介, 野原 和希, 風間 友哉, 原島 葵
事業概要
将来の惑星探査では,日本が「はやぶさ」で世界に先駆けて実現した,サンプルリターンミッションが一つの柱になると考えられている.ここでは,その実施に必須であるサンプルリターンカプセル技術に関して,「はやぶさ」のヘリテージを継承しつつ,さらに発展させていく活動を行う.ここで,得られた技術は,サンプルリターンカプセルの高性能化につながり,自在で魅力的なサンプルリターンミッションを実現することにつながる.
参照URL
なし
JSS2利用の理由
スパコンを用いてサンプルリターンカプセルの研究開発に関連した様々な流体解析を実施することで,サンプルリターンカプセルの開発に関連する流体現象を理解し,将来のサンプルリターンカプセルの設計に反映する.サンプルリターンカプセル技術に関連する流体現象は,特殊な環境であることが多いので,地上での再現実験が難しい場合が多い.また,流体解析は大規模になるため,スーパーコンピュータが必要である.スパコンを利用した数値解析と実験を組み合わせて,現象を理解することが必須である.
今年度の成果
今年度は, 昨年度の成果を踏まえて, カプセル背部での空間分解能の低下による不自然な流れ場変化が起きないように計算格子(図1)を生成し, パラシュート放出挙動や空力安定性の評価に重要であるカプセル後流場に注目した解析を引き続き行った. 非定常CFD解析における, 乱流モデル(Baldwin-Lomax:BL, Detached-Eddy Simulation:DES, Delayed Detached-Eddy Simulation:DDES)の影響を, 以前風洞試験で実施したPIV計測法による流れ場の可視化結果と比較して, 検証した(図2). 今後は, 将来のサンプルリターンカプセルの設計に反映するデータベースの構築や空力安定性について評価を実施していく予定である.
図1: 計算格子
図2: カプセル後流場の流速分布について数値解析と風洞試験結果の比較
成果の公表
-口頭発表
1)野原 和希, 丸 佑介, 山田 和彦, 藤松 信義, “はやぶさ型サンプルリターンカプセル後流流れ場のPIV計測及びCFD解析との比較”, 第50回流体力学講演会, 宮崎
2)野原 和希, 山田 和彦, 藤松 信義, “はやぶさ型カプセルの空力特性に関する研究”, 第62回宇宙科学連合講演会, 福岡
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: 非該当
- プロセス並列数: 128 – 256
- 1ケースあたりの経過時間: 200 時間
利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.14
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 | 1,233,421.72 | 0.15 |
| SORA-PP | 460.45 | 0.00 |
| SORA-LM | 0.00 | 0.00 |
| SORA-TPP | 0.00 | 0.00 |
| 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 | 27.02 | 0.03 |
| /data | 270.21 | 0.00 |
| /ltmp | 5,533.86 | 0.47 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| J-SPACE | 2.21 | 0.08 |
※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)