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将来輸送システムの研究(複合サイクルエンジン)

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: R21JCWU07

利用分野: 連携大学院

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  • 責任者: 沖田耕一, 研究開発部門第四研究ユニット
  • 問い合せ先: 富岡定毅(tomioka.sadatake@jaxa.jp)
  • メンバ: 八田 翔太, 池田 直崇, 久保崎 滉太, 西口 拓伸, 富岡 定毅

事業概要

将来輸送システムの一形態と想定されている有翼式エアブリーザー付き輸送機についての, 特にスクラムジェットエンジンを中心とする推進系の研究を行う. 東北大-JAXA連携講座の活動

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

計算負荷の高い三次元反応流CFD, 特にRANS/LESのHybrid法を用いた計算を行うため, 計算能力の高いJSSが必要であり, JSS利用により良い成果を得ることが出来た.

今年度の成果

超音速燃焼器内の混合・燃焼現象をRANS手法で再現することは難しく, ここにLESとのHybrid手法を取り入れることで, 実験データとの比較がらRANS手法に比して, 流れ場(圧力分布で判断, 図1)および燃料・空気流の混合過程(燃焼器出口の燃料分布で判断, 図2)を精度よく予測することが出来た.

エンジン空気取入口~燃焼器のRANS計算を行い, 空気取入口で生じた衝撃波や境界層が燃焼器に流入する状況を, 模擬ダクトで再現する方法を探った. 衝撃波の発生状況をフリージェット風洞内エンジン試験・模擬ダクト付き直結式試験の両方で計算して比較し, 模擬装置の有効性を評価した(図3).

Annual Reoprt Figures for 2021

図1: 実験, RANS, Hybrid法による壁面静圧分布の比較

 

Annual Reoprt Figures for 2021

図2: 実験, RANS, Hybrid法による燃焼器出口燃料分布の比較

 

Annual Reoprt Figures for 2021

図3: エンジン模型及び直結試験燃焼器に衝撃波発生器を設けた場合の圧力分布比較

 

成果の公表

-査読なし論文

Nishiguchi, H., et al., 'Unsteady Numerical Analysis of a Dual-Mode Scramjet Combustor with Cavity,' ISTS paper 2022-a-10, 2022.

-口頭発表

Nishiguchi, H., et al., 'Unsteady Numerical Analysis of a Dual-Mode Scramjet Combustor with Cavity,' ISTS paper 2022-a-10, 2022.

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: 非該当
  • プロセス並列数: 512 - 8192
  • 1ケースあたりの経過時間: 61 時間

JSS3利用量

 

総資源に占める利用割合※1(%): 0.52

 

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 2677407.69 0.13
TOKI-ST 2172885.90 2.68
TOKI-GP 0.00 0.00
TOKI-XM 41.30 0.03
TOKI-LM 10366.83 0.77
TOKI-TST 3278.05 0.07
TOKI-TGP 0.00 0.00
TOKI-TLM 0.01 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 932.50 0.93
/data及び/data2 29856.00 0.32
/ssd 2573.00 0.66

 

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) 6502.15 4.55

※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)


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所在地

JAXA(宇宙航空研究開発機構) 調布航空宇宙センター
所在地 〒182-8522 東京都
調布市深大寺東町7-44-1