航空機開発の高速化を実現する基盤応用技術の研究開発(最適化)
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: R23JA3202
利用分野: 航空技術
- 責任者: 橋本敦, 航空技術部門航空プログラムディレクタ付
- 問い合せ先: 金森正史(kanamori.masashi@jaxa.jp)
- メンバ: 橋本 敦, 早川 真未, 石田 崇, 金崎 雅博, 口石 茂, 鈴木 康司, 森田 至宗, 中山 空星, 西村 信祐, 中西 啓, 小倉 拓哉, 小川 哲司, 沢田 恭兵, 田代 眸, 上床 航文, 吉本 稔
事業概要
JAXAが開発した非構造CFDコードFaSTARの高速性を活かした空力最適化ライブラリHarmoneeを開発し, 妥当性および高速性を検証する. 空力最適化の手法としては, 複数の目的関数に対応可能な多目的進化計算アルゴリズムを採用し, 各サンプルの評価関数を直接CFDで求めて評価値とする直接進化計算について, FaSTARの高速性を最大限に活用してJSS3により実用的な計算時間で実施可能とすることを目指す. そのための基礎プログラムを開発すると共に, JSS3を用いた検証計算を実施する.
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
進化計算による空力最適化は高忠実なCFD解析(3次元RANS解析)の大量実施が必要となり, 大規模解析が可能なスパコンの活用が必須
今年度の成果
本来, 流れ場の非定常成分を減衰させて定常解を得るための方法として提案されたSelective Frequency Damping(以降SFD)という手法をFaSTARに導入しているが, SFDには, カットオフ周波数及び減衰強度という2つのパラメータが存在しており, それらの適切な設定がキーになる. 今年度は, ある流れ場に対して, 収束の度合いを目的関数に設定し, SFDの2パラメータを設計変数とした最適化を複数回実施した. その結果, 収束に至るまでの細かな変動を減衰させつつ, ターゲットである定常解に素早く収束するパラメータの構成を獲得することに成功した(図1).
図1: Selective Frequency Dampingの概念図と得られた結果の例
成果の公表
なし
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: 512
- 1ケースあたりの経過時間: 1 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.37
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。
| 計算システム名 | CPU利用量(コア・時) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| TOKI-SORA | 9369873.09 | 0.42 |
| TOKI-ST | 5527.45 | 0.01 |
| TOKI-GP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-XM | 13577.85 | 7.44 |
| TOKI-LM | 100.29 | 0.01 |
| TOKI-TST | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TGP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TLM | 0.00 | 0.00 |
| ファイルシステム名 | ストレージ割当量(GiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| /home | 528.00 | 0.44 |
| /data及び/data2 | 134541.26 | 0.83 |
| /ssd | 836.67 | 0.08 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 0.28 | 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
| 利用量(時) | 資源の利用割合※2(%) | |
|---|---|---|
| ISVソフトウェア(合計) | 295.95 | 0.13 |
※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)