低重力環境下における液体挙動に関する研究
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2024年2月～2025年1月)
報告書番号: R24JDG10103
利用分野: 研究開発
- 責任者: 小原新吾, 研究開発部門第二研究ユニット
- 問い合せ先: 桜井誠人(sakaurai.masato@jaxa.jp)
- メンバ: 古市 彦乃, 草野 素晴, 桜井 誠人, 上野 一郎
事業概要
2022年12月, ISSにおいて, CBEFを用いて模擬した低重力環境下での液体挙動に関する一連の実験（LBPGE）が実施された. 本研究では, 低重力環境下での液体挙動の知見蓄積のため, 小型密閉容器内のスロッシング現象の解明を目的とする.
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
スロッシング現象を議論する上で, 複雑な界面挙動を再現する必要がある. これらを地球上で研究するには大規模な計算リソースが必須であり, JSSの利用により膨大な計算を高速で行うことが可能となる.
今年度の成果
LBPGE実験で用いられた小型容器と同じ寸法の数値モデルを構築し, 軌道上実験で確認された液体挙動に対し, 液体の封入量が及ぼす影響の解明に取り組んだ. その結果を以下に示す. 地上重力において, 容器を一次の共振周波数で揺動した際, 初期液位を8.50 mmとしたときには共振現象が発生したが, 7.50 mmとしたときには共振現象が発生しなかった. このことから, 容器内の初期液高によって, 共振周波数で容器を揺動した際の共振現象の発生の有無が異なることが示された. （図１）
図1: 一次の共振周波数における液体挙動（初期液位 (a) 7.50 mm (b) 8.50mm)
成果の公表
-ポスター
密閉容器内スロッシング現象に対する封入流体初期液位の影響, 第36回日本マイクログラビティ応用学会, 毛利ポスターセッション
有人宇宙探査に資する気液二相流を対象とした低重力場における流体挙動の解明, 第68回宇宙科学技術連合講演会, ポスターセッション
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: 144 - 324
- 1ケースあたりの経過時間: 72 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 1.03
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 | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-ST | 8964300.65 | 9.20 |
| TOKI-GP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-XM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-LM | 519.98 | 0.04 |
| 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 | 245.00 | 0.17 |
| /data及び/data2 | 201915.00 | 0.97 |
| /ssd | 7530.00 | 0.40 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 2.73 | 0.01 |
|---|
※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) | 1.35 | 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(2024年2月～2025年1月)