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: R24JDA201C22

利用分野: 航空技術

PDF(はここからダウンロード)

• 責任者: 保江かな子, 航空技術部門航空利用拡大イノベーションハブ
• 問い合せ先: 木村桂大(kimura.keita@jaxa.jp)
• メンバ: 木村 桂大, 田辺 安忠

事業概要

JAXA, DLR, ONERA3機関での共同研究にてヘリコプターブレードの解析ツールおよび最適化手法の検証及び知見の蓄積を目的として, HARTIIと呼ばれる風洞試験用のヘリブレードを参照形状としたブレード形状の最適化を進めている. 今年度はヘリコプタの降下飛行条件における騒音性能の向上を目指し, BVI騒音を低減させるブレード設計に関するCFD解析を進めた. ヘリコプタの音響解析においてはブレードから発生する翼端渦を正確に解像することが重要であり, 高解像度の流体解析が求められる. 加えて弾性変形を考慮した解析を実施することで, ブレードと翼端渦との相互干渉を適切に表現することが可能になる. 本報告では, 弾性変形を考慮した音響解析の例を図示する.

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

CFDを用いた最適化において, 設計変数を変化させた多数のケースをCFD解析で実施する必要があり, スパコンの利用が必須となる. DLR/ONERAも同様のHPC利用の解析を実施しており, スパコンを利用した結果を用いた比較・検討が適切である.

今年度の成果

図1には参照ブレードの降下飛行条件における方位角ごとの弾性変形（フラップ/リードラグ/トージョン）履歴を示した. 合わせて風洞試験で得られた変形履歴を示しており, 弾性変形の傾向がよく一致していることが確認できる.

図2には弾性変形を加えたCFD/CSD解析で得られた参照ブレードの音響カーペットを示した. ロータ面を円で図示し, 音圧レベルの大きい領域を赤色, 小さい領域を青色で示している. ロータ面と飛行方向の角度を表す降下角γを変化させた3種類の解析結果を比べてみると, 降下角が大きくなるにつれて, ブレードと渦の相互干渉が強まることで発生する騒音が大きくなっていく様子が確認できる.

図1: ブレードの弾性変形履歴（HARTII test vs CFD）

図2: 降下角γ変化による音響カーペットの様子

成果の公表

-口頭発表

Gunther Wilke, Joelle Bailly., Yves Delrieux., Keita Kimura and Yasutada Tanabe, "JAXA-ONERA-DLR Cooperation: Results From Acoustic Optimizations Of A Rotor In Descent Flight," 50th European Rotorcraft Forum, September 10th 2024, Marseille, France

JSS利用状況

計算情報

• プロセス並列手法: 非該当
• スレッド並列手法: OpenMP
• プロセス並列数: 1
• 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(%): 0.17

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(2024年2月～2025年1月)