GPUを用いた流体解析の研究開発
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2024年2月～2025年1月)
報告書番号: R24JDA201G24
利用分野: 航空技術
- 責任者: 中北和之, 航空技術部門
- 問い合せ先: サンシカアンドレア(sansica.andrea@jaxa.jp)
- メンバ: ラッシャー デービッド, 大道 勇哉, サンシカ アンドレア
事業概要
GPU 上での飛行レイノルズ数における航空機全体の構成の大規模シミュレーション用の FaSTAR-GPU コードの高速化. GPU 上の OpenSBLI DNS ソルバーを使用した遷音速翼のバフェットの基礎研究.
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
JSS4 に備えて, GPU 対応の FaSTAR の開発と高速化を行っている. GPU ノードは, 航空機の失速およびバフェットの研究アプリケーション向けの大規模シミュレーションを実行するために必要である.
今年度の成果
FaSTAR-GPU: メインの FaSTAR ブランチにおいて, マルチ GPU 実行用の OpenACCを サポートした. コードの CPU バージョンに対して検証を実施し, 良好な一致が得られた. 一般的な CPU 設定と比較して 3 倍の高速化が達成された. JAXA で初めて, 航空機の完全失速 RANS シミュレーション (図 1) が飛行レイノルズ数 (3,000 万) まで実行できた.
OpenSBLI: OpenSBLI DNS ソルバーと最大 128 個の GPUを用い, ワイドスパン翼での乱流遷音速バフェットの世界初の高忠実度シミュレーションを実行した (図 2). 3D バフェット効果を, スペクトル固有直交分解法 (SPOD) を用いて解析した. この基礎研究に関する 3 つのジャーナル論文を発表した.
図1: TOKI-RURI JSS3 GPU ノード上の FaSTAR-GPU を使用した, 飛行レイノルズ数 Re=3000 万までの完全な航空機 CRM-HL 失速シミュレーション.
図2: TOKI-RURI JSS3 GPU ノードを使用した, アスペクト比 3 までの NASA-CRM 翼のワイドスパン遷音速バフェット シミュレーション.
成果の公表
なし
JSS利用状況
計算情報
- プロセス並列手法: GPU
- スレッド並列手法: 非該当
- プロセス並列数: 128
- 1ケースあたりの経過時間: 100 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 2.91
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 | 465798.92 | 0.02 |
| TOKI-ST | 14477.56 | 0.01 |
| TOKI-GP | 6083208.48 | 93.55 |
| TOKI-XM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-LM | 14981.33 | 1.08 |
| 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 | 1112.73 | 0.75 |
| /data及び/data2 | 111303.17 | 0.53 |
| /ssd | 31994.92 | 1.71 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 7.06 | 0.02 |
|---|
※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) | 46.45 | 0.03 |
※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)