機体騒音低減技術の研究開発(FQUROH+)に関する共同研究(1)
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: R19JDA101R25
利用分野: 航空技術
- 責任者: 山本一臣, 航空技術部門航空システム研究ユニット
- 問い合せ先: 山本 一臣(yamamoto.kazuomi@jaxa.jp)
- メンバ: 磯谷 和秀, 上野 陽亮, 安田 英将, 土本 雄大, 山本 一臣, 伊藤 靖, 村山 光宏, 坂井 玲太郎
事業概要
高揚力装置及び脚に対する低騒音化は, 空港周辺地域の騒音低減を実現するために国際的にも注目されている. 本共同研究は, その低騒音化の技術成熟度を将来の旅客機開発ならびに装備品開発に適用可能な段階にまで高めることを目的としたFQUROH+事業の一環として実施している. 本共同研究により国内航空産業界における国際競争力強化に貢献するとともに, 空港周辺地域社会における騒音被害, エアラインの運航コスト (着陸料) の軽減に貢献する.
参照URL
「FQUROH（機体騒音低減技術の飛行実証）プロジェクト | 航空環境技術の研究開発プログラム（ECAT） | JAXA航空技術部門」参照.
JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点
川崎重工が自社開発した非定常流体解析ソフト「Cflow」を用い, Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) 解析, さらにlarge eddy simulationなどの先進的な大規模数値解析を用いた低騒音化設計を行うことである. スパコンを利用した数値解析により, 風洞試験のみでは困難な, 詳細な物理現象の把握を基礎にした低騒音化設計を行うことが可能となった.
今年度の成果
FQUROH+事業における旅客機を対象とした低騒音化設計のために, 川崎重工が自社開発した非定常流体解析ソフト「Cflow」を用いて, OTOMO2高揚力模型のCFD解析を実施した. 今回はスラット端部の騒音に着目し, ベースライン形態の解析結果から騒音発生メカニズムの解明に加えて低騒音化コンセプトの考案のための知見を得ることができた. 更に低騒音化デバイスの効果についても非定常CFD解析により評価した.
図1: OTOMO2高揚力模型のスラット端部まわりの非定常CFD解析
成果の公表
-査読なし論文
1) Ueno, Y., Isotani, K., Hayama, K., Takaishi, T., Ito, Y., Yokokawa, Y., Murayama, M., and Yamamoto, K., "Validation of Noise Reduction Design for Landing Gear in the FQUROH Flight Demonstration Project," AIAA Paper 2019-2506, 25th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Delft, the Netherlands, May 2019, DOI: 10.2514/6.2019-2506.
-招待講演
1) Yamamoto, K., "A Flight Demonstration Project for Airframe Noise Reduction Technologies, FQUROH," Asia Pacific International Symposium on Aerospace Technology (APISAT) 2019, Gold Coast, Australia, December 2019.
-口頭発表
1) 山本一臣, 葉山賢司, 林賢亮, 熊田俊行, "機体騒音低減技術の最近の研究開発動向とFQUROHプロジェクト," 第50期日本航空宇宙学会年会講演会講演集, 1A01 (JSASS-2019-1001), 東京大学生産技術研究所, 2019年4月.
2) 山本一臣, 葉山賢司, 林賢亮, 熊田俊行, "機体騒音低減技術の飛行実証FQUROHにおける成果と今後の課題," 第57回飛行機シンポジウム, 2A12 (JSASS-2019-5064), 山口県下関市, 2019年10月.
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: 4096
- 1ケースあたりの経過時間: 120 時間
利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.50
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 | 4,398,168.75 | 0.53 |
| SORA-PP | 0.00 | 0.00 |
| SORA-LM | 0.00 | 0.00 |
| SORA-TPP | 0.00 | 0.00 |
| ファイルシステム名 | ストレージ割当量(GiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| /home | 70.36 | 0.06 |
| /data | 13,093.87 | 0.22 |
| /ltmp | 7,322.00 | 0.62 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| J-SPACE | 109.78 | 2.76 |
※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)