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: R25JDA101R20

利用分野: 航空技術

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• 責任者: 神田淳, 航空技術部門航空プログラムディレクタ
• 問い合せ先: 高石 武久, 航空技術部門 航空プログラムディレクタ付 旅客機機体騒音低減技術飛行実証（FQUROH-2）部門内プロジェクトチーム(takaishi.takehisa@jaxa.jp)
• メンバ: 高石 武久, 村山 光宏, 伊藤 靖, 石田 崇, 小島 良実, 山本 一臣, 田中 健太郎, 平井 亨, 中野 彦

事業概要

今後の航空旅客需要の増加に対応し, 日本の空港の国際競争力を強化するとともに, 乗客の利便性を向上させるため, 主要空港では離発着回数の増加が検討されている. こうした状況の下, 空港周辺地域の環境負荷を抑えるには, 高揚力装置や降着装置から発生する機体騒音を低減する技術の成熟度を一層高めることが求められる. FQUROH-2プロジェクトでは, 国内空港に数多く就航する機体を製造する海外航空機メーカーと連携し, 旅客機の機体騒音低減技術の実用化を目指して, 旅客機を用いた飛行実証計画の立案を進めている. 併せて, 一般的な旅客機形状を再現するため, NASA High-Lift Common Research Model (CRM-HL) を基にした風洞模型を設計・製作し, 機体騒音低減効果の検証を行う予定である. さらに, 国内メーカーとも協力し, スパコンを利用した数値解析技術を活用することで, 実用的な低騒音化設計を旅客機に適用する取り組みを進めている. 本事業コードでは, 低騒音化設計が機体の空力特性に与える影響を評価するための解析を実施した.

参照URL

https://www.aero.jaxa.jp/research/ecat/fquroh_pj/ 参照.

JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点

空力的に重要な部分を細部まで再現した形状を用いることで, 想定される飛行エンベロープ内の複数の飛行形態に対し, Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) 解析を実施することが可能となる. さらに, 風洞試験だけでは評価が難しい低騒音化デバイスの空力的影響についても, 事前に十分な評価と確認を行うことができる.

今年度の成果

本プロジェクトでは, 開発した機体騒音低減技術を旅客機に適用して飛行実証するだけでなく, 一般的な機体形状に対しても同じ技術が有効であることを確認することを目的としている. そのため, 最新の旅客機形状を模擬した離着陸形態の標準模型である High-Lift Common Research Model(CRM-HL) に技術を適用し, 騒音低減量の評価を進めている. この評価に先立ち, 風洞試験に使用する模型に低騒音化デバイスを取り付けた際, 機体の空力特性にどのような影響が生じるか, また風洞試験で実施するPIV計測の事前検討を行うため, 定常Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) 解析を実施した (図1). なお, 定常RANS解析は, 高迎角時に境界層剥離を過大評価しやすいという課題が広く知られている. これに対し, 本研究ではこの課題を解決する手掛かりとして, 格子解像度が解析結果に与える影響を評価し, その成果について外部発表も行った.

図1: 上流側 (左) と下流側 (右) から見たCRM-HLでの空間断面全圧分布と表面摩擦係数分布 (Reynolds数2.62 x 106, 迎角8°)

成果の公表

-査読なし論文

1) 小島良実, 村山光宏, 伊藤靖, 田中健太郎, "JAXA TASコードによるNASA CRM-HL形状周り流れの解析結果について," JAXA Special Publication: Tenth Aerodynamics Prediction Challenge (APC-10), JAXA-SP-25-005, 2026年2月.

2) Kojima, Y., Murayama, M., Ito, Y., Ishida, T., Tanaka, K., and Hirai, T., "Numerical Sensitivity of the Slat Brackets Wake on Fixed Grid RANS Simulations of the High-Lift Configuration Aircraft," AIAA Paper 2026-1564, AIAA SCITECH 2026 Forum, Orlando, FL, January 2026, DOI: 10.2514/6.2026-1564.

-口頭発表

1) 小島良実, 村山光宏, 伊藤靖, 田中健太郎, "JAXA TASコードによるNASA CRM-HL形状周り流れの解析結果について," 第57回流体力学講演会/第43回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム, 東京都江戸川区, 2025年7月.

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: 64 - 432
• 1ケースあたりの経過時間: 22.3 時間

JSS3利用量

総資源に占める利用割合※1(%): 0.28

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(2025年2月～2026年1月)