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構造・複合材技術に関する研究

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2021年2月~2022年1月)

報告書番号: R21JA1601

利用分野: 航空技術

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  • 責任者: 中村俊哉, 航空技術部門航空基盤技術統括
  • 問い合せ先: 青木雄一郎, 航空技術部門 航空機ライフサイクルイノベーションハブ, デジタル構造材料技術チーム(aoki.yuichiro@jaxa.jp)
  • メンバ: 青木 雄一郎, 笠原 利行, 河邉 拓樹

事業概要

トポロジー最適化を物輸eVTOLの主翼構造設計に適用し, 設計から製造までを網羅的に実証研究を行い, 成立性を確認した.

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

トポロジー最適化を多数ケース実施し, より多くのデザイン案を取得するため.

今年度の成果

トポロジー最適化を山間部物輸 eVTOL の主翼構造設計に適用し, 設計から製造までを網羅的に実証研究した. その結果, トポロジー最適化により得られた最適補強構造配置案(図1)を適切にTFP(Tailored Fiber Placement)用の経路データに変換する複合材製造プロセスを構築(図2)することで, 一体化された炭素繊維プリフォームの製作を実現(図3)し, 複合材部材として成形が可能であることを確認した(図4).

Annual Reoprt Figures for 2021

図1: トポロジー最適化により得られた最適補強構造配置案(コンター:密度率)

 

Annual Reoprt Figures for 2021

図2: 複合材製造プロセス

 

Annual Reoprt Figures for 2021

図3: TFP(Tailored Fiber Placement)により成形された炭素繊維プリフォーム

 

Annual Reoprt Figures for 2021

図4: eVTOLモックアップへの実装

 

成果の公表

-査読なし論文

青木雄一郎・他, トポロジー最適化によるeVTOL機体構造の開発, 強化プラスチックス, 第68巻, 第3号, p.89-91, 2022年3月

-招待講演

Yuichiro Aoki, Pursuit of novel light weight composite structures, 2nd International Conference on Additive Fabrication of Composites, 23-24 November 2021

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: 自動並列
  • プロセス並列数: 2 – 200
  • 1ケースあたりの経過時間: 3600 秒

JSS3利用量

 

総資源に占める利用割合※1(%): 0.00

 

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。

計算資源
計算システム名 CPU利用量(コア・時) 資源の利用割合※2(%)
TOKI-SORA 0.00 0.00
TOKI-ST 2592.06 0.00
TOKI-GP 0.00 0.00
TOKI-XM 0.00 0.00
TOKI-LM 0.00 0.00
TOKI-TST 0.00 0.00
TOKI-TGP 0.00 0.00
TOKI-TLM 0.00 0.00

 

ファイルシステム資源
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 15.00 0.01
/data及び/data2 51350.00 0.55
/ssd 150.00 0.04

 

アーカイバ資源
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.

 

ISV利用量

ISVソフトウェア資源
利用量(時) 資源の利用割合※2(%)
ISVソフトウェア(合計) 0.00 0.00

※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(2021年2月~2022年1月)