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: R23JCMP26

利用分野: 競争的資金

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• 責任者: 中北和之, 航空技術部門航空環境適合イノベーションハブ
• 問い合せ先: サンシカアンドレア(sansica.andrea@jaxa.jp)
• メンバ: 福嶋 岳, 北村 圭一, ラッシャー デービッド, 間々下 智広, サンシカアンドレア

事業概要

本研究ではMUSCLの枠組みから脱却し, セル内物理量分布を双曲関数で与えるMUSCL-THINC法により, 衝撃波不連続面をシャープに捉える. 提案手法を様々な流れに適用し, 有効性を検証する.

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

混相流, 電磁流体, 遷音速バフェットなど様々な流体に適用し有効性を調査する. これらのシミュレーションには大きな計算能力が必要であり, JAXAスーパーコンピュータを使用する必要がある.

今年度の成果

THINC法はもともと混相流界面用に提案されたものであるが, マッハ1.01など微弱衝撃波の拡散抑制にも有効である事が予備計算から分かっている. これにより効率的な空間2次精度手法でありながら, 3～5倍の計算コストを要する空間5次精度相当の解像度の数値解を実現する.

定常・非定常の圧縮性単相流れに対して適応可能なMUSCL-THINCハイブリッド手法の検討を行った. 衝撃波を伴う定常流れでは不連続に対してTHINC法を使用すると, 衝撃波背後に異常振動が発生することを明らかにした. この課題に対して, 衝撃波の強度の増加に応じてTHINC法による再構築を抑制する手法を提案した. 提案手法により, 強い衝撃波を伴う流れに対して堅牢性を保ちながら, 微弱衝撃波や密度不連続面も高解像で解くことが可能となった.

成果の公表

-査読付き論文

Gaku Fukushima, Keiichi Kitamura, “Improved hybrid approach of monotonic upstream-centered scheme for conservation laws and discontinuity sharpening technique for steady and unsteady flows”, Physics of Fluids, accepted

-口頭発表

1) Gaku Fukushima, Keiichi Kitamura, “MUSCL and THINC hybrid scheme for strong and very weak shock waves in steady and unsteady flows,” 76th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics, J15.00007, Washingtons DC, USA, 2023.

2) Gaku Fukushima, Keiichi Kitamura, Akihiro Sasoh, “Improvement of Very Weak Shock Capturing Using Hybrid MUSCL-THINC,” The 34th International Symposium on Shock Waves, T11-0373, Daegu, Korea, 2023.

3) 福嶋岳, 北村圭一, 「強い衝撃波・微弱衝撃波を適切に解くMUSCL-THINCハイブリッド解法」,第37回数値流体力学シンポジウム, 3401-04-04, 名古屋, 12月・2023年

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: 48 – 480
• 1ケースあたりの経過時間: 24 時間

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。

※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

※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)