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デジタル認証に向けた構造・複合材技術の研究

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2023年2月~2024年1月)

報告書番号: R23JA1601

利用分野: 航空技術

PDFはここからダウンロード

  • 責任者: 青木雄一郎, 航空技術部門事業推進部
  • 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: 秋山 弘行, 青木 雄一郎, 後藤 真, 平野 義鎭, 久田 深作, 窪田 健一, 神山 晋太郎, 笠原 利行, 淺川 健司, 長尾 馨澄, 中元 啓太, 坂佐井 健悟, 竹田 智, 立石 祥与, 安岡 哲夫, 山田 光一

事業概要

AFP(Automated Fiber Placement)によってCFRP積層板を製造する際に発生する熱変形を予測し, CFRP製品の製造条件を最適化するためのFEMモデルを構築する.

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

計算コストが高い接触モデルを使用し, 多数の解析を実施する必要があり, 高性能な並列計算能力が必要になるため.

今年度の成果

AFP(Automated Fiber Placement)によってCFRP積層板を製造する際に発生する熱変形を予測するFEMモデルを構築した. 2種類のFEMモデルを考え, 予測精度と解析時間を比較した. 得られた成果を以下にまとめる.

(1)FEMモデル1は, 熱解析から得られるプリプレグ内の温度-時間履歴とCFRPプリプレグの積層過程を考慮してCFRP積層板の熱変形を予測するものである. FEMモデル2は, 温度-時間履歴を無視した簡略化モデルである.

(2)FEMモデル1およびFEMモデル2から予測されるCFRP積層板の変形状態は類似しており, 実験結果と定性的に一致した(図1).

(3)FEMモデル2の計算時間は, FEMモデル1の約1/1000であった(図2).

(4)熱変形の予測精度と計算時間の結果から, FEMモデル2は, CFRP積層板の熱変形を予測する上で有効であることがわかった.

Annual Reoprt Figures for 2023

図1: FEMモデル1, 2および実験から得られたCFRP積層板の変形状態

 

Annual Reoprt Figures for 2023

図2: 解析時間の比較

 

成果の公表

-口頭発表

立石祥与, 山岡正昌,星光, 青木雄一郎, 杉本直, 中村俊哉, AFP-ISC積層による熱可塑性CFRP積層板の 熱応力解析モデルの検討, 第65回構造強度に関する講演会, 松江市, 2022年8月

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: 2 – 256
  • 1ケースあたりの経過時間: 86400 秒

JSS3利用量

 

総資源に占める利用割合※1(%): 0.15

 

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 23.88 0.00
TOKI-GP 0.00 0.00
TOKI-XM 71283.78 39.04
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 248.71 0.21
/data及び/data2 74342.09 0.46
/ssd 0.00 0.00

 

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(2023年2月~2024年1月)