エミッションフリー航空機技術の研究開発
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: R23JDA102H01
利用分野: 航空技術
- 責任者: 西沢啓, 航空技術部門ＭＥＧＡＷＡＴＴプリプロジェクトチーム
- 問い合せ先: 横川 譲(yokokawa.yuzuru@jaxa.jp)
- メンバ: 船田 雅也, 橋本 敦, 小林 宙, 南部 太介, 桜井 隆行, 菅谷 圭祐, 玉置 義治, 筒井 裕貴, 上島 啓司, 保江 かな子, 横川 譲
事業概要
航空機におけるエミッションフリー(排出物ゼロ)の実現を電動化の最終的な目標として, 胴体WATファンを含む電動ハイブリッド推進システムやそれを適用した新しい形態の電動航空機の研究開発, および技術実証プロジェクトを行う.
参照URL
https://www.aero.jaxa.jp/research/frontier/feather/ 参照.
JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点
電動ハイブリッド推進システムを搭載した旅客機設計のためCFDを利用している. 本CFDは熱と空力を同時に扱うため膨大な計算リソースが必要であり, 当事業遂行においてスパコンは必要不可欠である.
今年度の成果
今年度は3つの解析を実施した. その一つは, 電動ハイブリッド航空機の胴体WATファン付き全機空力形状の多目的最適化である. ソルバーとしてアクチュエータディスク機能付きのFaSTAR-Moveを用い, WATファンナセル形状を変化させた解析である. 加えて, 次年度に実施する遷音速風洞試験にて使用する模型の形状検討解析を東京大学が所有するソルバーであるUTCartを用いて実施した. (図1) 3つ目は, 電動モータを冷却するための空冷フィンおよびその実証システム検討の解析である. ソルバーとして同じくFaSTARを用い, 高空環境試験設備における実証を模擬した解析を実施した. (図2)
図1: WATファンを搭載した電動ハイブリッド航空機模型の遷音速風洞試験模擬解析
図2: 高空環境試験設備における冷却ファンの模擬解析
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: OpenMP
- プロセス並列数: 36 – 768
- 1ケースあたりの経過時間: 12 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.50
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 | 13231661.42 | 0.60 |
| TOKI-ST | 2106.81 | 0.00 |
| TOKI-GP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-XM | 293.89 | 0.16 |
| TOKI-LM | 8433.27 | 0.64 |
| 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 | 1157.87 | 0.96 |
| /data及び/data2 | 152805.83 | 0.94 |
| /ssd | 32420.21 | 3.06 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 19.06 | 0.07 |
|---|
※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) | 973.51 | 0.44 |
※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)