解適合格子法を用いた燃焼流の数値研究
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2019年4月～2020年3月)
報告書番号: R19JACA35
利用分野: JSS2大学共同利用
- 責任者: Edyta Dzieminska, 上智大学
- 問い合せ先: 唐 新猛, 上智大学(simondonxq@gmail.com)
- メンバ: Edyta Dzieminska, 林 光一, 唐 新猛, 小井土 渉
事業概要
本研究は, 種々の複雑な工学的事例に対して, 燃焼やデトネーションの問題を一般曲線座標システムを使った柔軟で, 効率の良い, 精度の良い, また適合性の良い詳細化学反応システムを備えた3次元プログラムを開発することです. このプログラムによって, 燃焼流(特に酸水素混合気体などの燃焼)を数値的に解適合格子法によりシミュレートし, 燃焼の特性, 火炎伝播, デトネーションならびにデフラグレーションからデトネーションへの遷移(DDT)などの詳細をさらに理解することです. そうすることにより, さらに燃焼流の基礎的な構造を明らかにできるわけです.
参照URL
なし
JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点
燃焼流の2次元及び3次元モデルでの数値計算は多大なCPUコストを必要とするため, MPIやスーパーコンピュータの使用が必要不可欠である. また, 計算の時間刻みは高い局所音速から生じる高圧力のため通常小さい値となり, その値は1から1/10ナノ秒の範囲となる. その一方でAMRを用いても高解像度の結果を得るためには多くの格子数が必要となる. これらの理由から2次元及び3次元の大規模な計算となる. したがって, 本研究ではスーパーコンピュータの利用が必要不可欠であり, 利用無しでは有効なCFD結果を得ることが出来ない
今年度の成果
1. 波の速度の3つの関係性の数値解析. これらの3つの関係性はデフラグレーションからデトネーション遷移の状態である. これらはデトネーション波に由来するものである.
2. 解適合格子法は, 複雑な非四面体形状のモデルのシミュレーションを行うために一般曲線座標系を組み込みました.
図1: 熱点からデトネーションを引き起こすまでのDDT過程の主要な連鎖.
図2: DDTの起爆過程の必要な条件である自発的な反応波の3つの流れと持続の関係性. これらはデトネーションに引き継がれ, 自己持続する.
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: 32 - 320
- 1ケースあたりの経過時間: 500 時間
利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.02
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 | 167,787.60 | 0.02 |
| SORA-PP | 3,817.08 | 0.02 |
| SORA-LM | 5.58 | 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 | 19.07 | 0.02 |
| /data | 190.73 | 0.00 |
| /ltmp | 3,906.25 | 0.33 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| J-SPACE | 0.00 | 0.00 |
※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(2019年4月～2020年3月)