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: R19JCMP08

利用分野: 競争的資金

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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: 松山 新吾(smatsu@chofu.jaxa.jp)
• メンバ: 松山 新吾

事業概要

本研究では SGS 応力の輸送方程式を解くことにより, 対象とする流れ場に合わせたチューニングを全く必要としない普遍的なLESの実現を目指す. SGS応力方程式は空間フィルタリング操作から厳密に導出されるものであるが, 式に含まれる相関項についてモデリングを必要とし, その良し悪しがLESの解析精度を決める. そこで, 乱流噴流の DNS データベースを利用したアプリオリテストにより相関項のモデリングを行い, 新たな SGS 応力方程式型 LES モデルを確立する.

参照URL

https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-18K03963/ 参照.

JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点

SGS応力方程式の相関項をモデリングするためのアプリオリテストには DNS による統計データが必要となる. 本研究で目指すような Re > 10000 以上の高レイノルズ数条件で DNS を実施するには10億点オーダーの格子点数が必要であるため, スパコン上でのみ実行が可能な大規模解析になる. したがって, 本研究の遂行にはスパコンが必須である.

今年度の成果

DNSデータベースを利用したアプリオリテストによりモデリングされたSGS応力輸送方程式をLESに組み込み, Re=10000の平面乱流噴流に対するLES解析を実施した. プレリミナリーな結果ではあるものの, アプリオリテストの結果と類似したSGS応力の分布が得られた(図1).

図1: LESにより得られた瞬時場の分布. 速度uおよびSGS応力(τ11, τ22, τ33, and τ12).

成果の公表

-査読なし論文

1) 松山 新吾, "SGS応力輸送方程式型のLESモデリングに向けた平面乱流噴流DNSデータによるアプリオリテスト", 日本流体力学会年会2019講演論文集, 2019.

2) 松山 新吾, "SGS応力輸送方程式型モデルによる平面乱流噴流のLES", 第33回数値流体力学シンポジウム講演論文集, A09-4, 2019.

3) 松山 新吾, "SGS応力輸送方程式型モデルによる平面乱流噴流のLES", 第35回生研TSFDシンポジウム講演論文集, 2020.

-口頭発表

1) 松山 新吾, "SGS応力輸送方程式型のLESモデリングに向けた平面乱流噴流DNSデータによるアプリオリテスト", 日本流体力学会年会2019, 2019.

2) 松山 新吾, "SGS応力輸送方程式型モデルによる平面乱流噴流のLES", 第33回数値流体力学シンポジウム, 2019.

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: 750 - 1500
• 1ケースあたりの経過時間: 660 時間

利用量

総資源に占める利用割合※1(%): 0.03

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。

※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)