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航空機認証DX（飛行性CbA）に関する研究開発

JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2025年2月～2026年1月)

報告書番号: R25JCMP50

利用分野: 競争的資金

PDF(準備中)

  • 責任者: 橋本敦, 航空技術部門航空機ＤＸ技術実証（ＸＡＮＡＤＵ）プロジェクトチーム
  • 問い合せ先: 航空技術部門　XANADUプロジェクトチーム　石田崇(ishida.takashi@jaxa.jp)
  • メンバ: 橋本 敦, 林 謙司, 井手 優紀, 石田 崇, 古賀 星吾, 小島　良実, 鳥井田 浩也, 山本 貴弘, 髙橋 涼, ラッシャー デービッド, サンシカ アンドレア

事業概要

本事業は, NEDOによる「経済安全保障重要技術育成プログラム/航空機の設計・製造・認証等のデジタル技術を用いた開発製造プロセス高度化技術の開発・実証」(以降Kプロと呼称)への提案に対応するものである. 国内重工メーカーとJAXAが共同でこの提案を行い採択されている. Kプロは, 2023年度から2027年度までの期間で, 大きく4つの項目の実施が要求されているが, その一つが本事業の認証DXである.

認証DXでは, 安全性を担保しつつ効率的な認証プロセスを推進するため, 航空機メーカや認証機関, 国際WGと連携を図りながら実用性の高いCbA(Certification by Analysis)を実証するとともにCbAガイドラインを構築し, さらにMBSE(Model Based Systems Engineering)を用いたシステムモデルで, 設計, 認証, 生産のプロセスともデジタルプラットフォーム上で統合するすることを目的としている. 具体的な実施事項としては構造/飛行性/耐雷のCbAガイドライン構築, CbA模擬審査, CP(Certification Plan)に係るMBSE適用が計画されている.

参照URL

https://www.aero.jaxa.jp/research/frontier/dx/ 参照.

JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点

本事業では, 縦及び横・方向のトリム・静安定に関するCbAを実機飛行データと比較することによって実証し, 飛行性CbAのガイドライン作成も行うが, これらに必要となる解析にJSSを用いることを計画している.

飛行性CbAのガイドライン作成にあたっては,

・複数の舵面をパラメトリックに組み合わせ膨大な計算ケースを実施して実機飛行データと比較する必要がある,

・FaSTARを用いたRANS解析でも, 詳細に乱流現象を捉える必要があるため, 計算コストが膨大となる,

・離陸形態やRANS解析のV&V(Validation and Verification)のための格子細分化・非定常解析では格子数が増大し, 大規模な計算資源が必要となる,

・形状データの機密性を保持するため, 内部リソースを利用する必要がある,

といった理由からJSSを利用する必要があり, JSSから創出される成果は本事業の目的を達成するために必要不可欠である.

今年度の成果

縦及び横・方向のトリム・静安定に関するCbAの実証に向けて, 飛行条件や操舵面をパラメトリックに組み合わせた大量の解析を実施して, Flight Dynamics Simulator(FDS)のための空力データベースの構築を継続した. また, family gridを用いた格子収束確認や乱流モデル係数に対するパラトリックスタディを実施して, CFDの不確かさ評価を実施した. これらの活動を通じてCFDのVVUQ(Verification, Validation and Uncertainty Quantification)プロセスの構築を行った.

この成果は, NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)の委託業務(JPNP22007)の結果得られたものです.

成果の公表

-口頭発表

1)石田崇, 他, “認証DX② 飛行性CbAの実現に向けた取り組み (Model Verification and Validation),” 第63回飛行機シンポジウム, JSASS-2025-5200, 沖縄県市町村自治会館, 沖縄, 2025年6月.

2)竹田智, “認証DXに関する研究開発,” 航空機ライフサイクルDX（CHAIN-X）コンソーシアム 第3回オープンフォーラム, 御茶ノ水ソラシティ, 東京, 2025年12月.

-Web

https://www.aero.jaxa.jp/news/event/pdf/event251202/chain-x2025_07.pdf

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: 480 - 2400
  • 1ケースあたりの経過時間: 60 時間

JSS3利用量

 

総資源に占める利用割合※1(%): 6.33

 

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。

計算資源
計算システム名 CPU利用量(コア・時) 資源の利用割合※2(%)
TOKI-SORA 168654239.46 7.65
TOKI-ST 427768.72 0.44
TOKI-GP 0.00 0.00
TOKI-XM 1433.36 0.49
TOKI-LM 7382.20 0.56
TOKI-TST 1162.24 0.02
TOKI-TGP 0.00 0.00
TOKI-TLM 0.00 0.00

 

ファイルシステム資源
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 2048.00 3.28
/data及び/data2 204800.00 1.35
/ssd 0.00 0.00

 

アーカイバ資源
アーカイバシステム名 利用量(TiB) 資源の利用割合※2(%)
J-SPACE 48.66 0.15

※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

ISVソフトウェア資源
利用量(時) 資源の利用割合※2(%)
ISVソフトウェア(合計) 2431.43 1.70

※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(2025年2月～2026年1月)