宇宙機のダイナミクスに関する研究
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: R24JCWU24
利用分野: 連携大学院
- 責任者: 澤井秀次郎, 宇宙科学研究所宇宙飛翔工学研究系
- 問い合せ先: 丸祐介(maru.yusuke@jaxa.jp)
- メンバ: 青柳 碩人, 越野 翔也, 宮島 涼太, 松本 和真, 三木 佑真, 大野 匠海, 高橋 景介, 渡辺 大貴, 渡部 翼, 山川 真以子
事業概要
各種宇宙機のダイナミクスに関する数値解析を実施する. 具体的には, (1)宇宙輸送機に用いるエアブリージングエンジンのエアインテークの性能特性解析, (2)天体への着陸機の着陸時におけるスラスタ噴流と天体表面の干渉評価, (3)宇宙機の推薬供給用の電動ポンプの流れ特性解析, を行った.
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
どのテーマも, 実験と補完的に進めているが, JSS3を使用することで, 非常に高速に解析を行うことができるため, 実験条件の設定や実験結果の理解に有効な数値解析が可能である.
今年度の成果
(1)垂直離着陸ロケットに搭載されるエアブリージングエンジンのエアインテークの, 着陸直前の流れ特性評価を行った. 図1に, 代表的なコンフィグレーションでの流れ場のマッハ数コンターを示す.
(2)天体への着陸機の着陸時におけるスラスタ噴流と天体表面の干渉評価を行った. 図2に, 天体の形状を仮定した場合のスラスタ噴流流れの解析結果（マッハ数コンター）を示す.
(3)宇宙機の推薬供給用の電動ポンプとして着目する, カスケードポンプの流れ場解析を行った. 図3に, 流れ場の解析結果の一例を示す.
図1: 逆流吸い込みの流れ場解析の結果例
図2: スラスタ噴流流れの解析結果と実験での観察結果
図3: カスケードポンプ翼周りの流れ場の様子
成果の公表
-口頭発表
1) Maiko Yamakawa, Taiga Tokuoka, Yusuke Maru, Shujiro Sawai, Yu Daimon, Takahiro Ito, Yuichi Tsuda, Osamu Mori, DISPERSAL BEHAVIOR OF CELESTIAL SURFACE OBJECTS BY THRUSTER JET, IAC2024, Milan
2) 宮島 涼太, 丸 祐介, 根岸秀世, 山本啓太, 福田太郎, 金子颯汰, 勝身俊之, 髙橋景介, 坂井極, カスケードポンプの内部流動特性に関する数値計算, 日本機械学会北陸信越支部 2025年合同講演会
3) 山川 真以子, 丸 祐介, 澤井 秀次郎, 大門 優, 森 治, 「Evaluation of regolith dispersal trajectory and amount of dispersal caused by thruster jetting」, 第34回 アストロダイナミクスシンポジウム
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: 256
- 1ケースあたりの経過時間: 8.3 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.22
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 | 3541487.16 | 0.16 |
| TOKI-ST | 302292.54 | 0.31 |
| TOKI-GP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-XM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-LM | 15330.09 | 1.11 |
| TOKI-TST | 10141.66 | 0.18 |
| 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 | 2094.00 | 1.41 |
| /data及び/data2 | 195060.00 | 0.93 |
| /ssd | 31120.00 | 1.67 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 0.00 | 0.00 |
|---|
※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) | 5380.90 | 3.68 |
※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)