JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2020年4月～2021年3月)

報告書番号: R20JDA201N10

利用分野: 航空技術

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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: 北村圭一(kitamura@ynu.ac.jp)
• メンバ: 橋本 敦, 北村 圭一, 金森 正史, 川島 勇斗, 古澤 善克, 山口 拓真, 筒井 史也, 安村 祐哉, 間々下 智広, 柿崎 一樹, 本木 翔吾, 岡山 清風, 栗原 啓和, 牧野 楓, 石戸 大智

事業概要

低速バフェット条件における航空機全機周りの高解像Delayed DESを実施した. この計算例は, 世界的に実験データと一致する結果を得難い事が知られている. 本研究では, 非粘性流束の散逸を小さくし, 格子依存かつ非定常な数値振動を制御する非定常前処理関数を新たに導入した. そしてその効果を数値実験により確認した.

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

1) 本研究では航空機全機周りの大規模非定常CFDを行っており, スパコンが必須である. 2) 同時に本研究では新しい流体計算法の提案を行うため, 提案手法が様々な空力問題に対し妥当な解を与える事を確認する必要がある. この際にも多くの計算ケースを効率良く実行するためにスパコンが必要である.

今年度の成果

昨年まで行っていた計算ケースでは, 高解像度化されたHR-SLAU2で数値振動が生じるという課題があった. それに対して, 時間刻みや時間平均区間の検証を行うことで数値振動を抑制させることができた. また最適な時間刻みや時間平均区間を用いることで, 計算で得られる空力係数が実験値と近づくことも確認することができた. さらに乱流モデルと数値流束関数による影響を調査し, 高解像度化されたHR-DDESとHR-SLAU2を組み合わせることで, 従来と比べて空力係数が実験値に近づくことが明らかになった.

図1: 時間刻みと時間平均検証前(数値振動発生)

図2: 時間刻みと時間平均検証後(数値振動抑制)

図3: CDにおける従来法と提案手法の比較

図4: CLにおける従来法と提案手法の比較

成果の公表

-口頭発表

北村圭一, 安村祐哉(横国大), 金森正史, 橋本敦(JAXA) : NASA CRM低速バフェットの非定常流体解析における計算手法の影響と今後の展望, 流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2020オンライン, 1A11, 2020年9月28日

JSS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: 512
• 1ケースあたりの経過時間: 50 時間

JSS2利用量

総資源に占める利用割合※1(%): 0.74

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.

JSS3利用量

総資源に占める利用割合※1(%): 0.27

内訳

JSS3のシステム構成や主要な仕様は、JSS3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(2020年4月～2021年3月)