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: R25JDA101R21

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予測に対応して, 日本の空港国際競争力を強化し, 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を増やすことが検討されている. このような背景の中で, 空港周辺地域の騒音低減を実現するため, 航空機の高揚力装置及び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高める必要がある. FQUROH-2プロジェクトでは, 国内空港へ就航する機体を数多く製造する海外機体メーカと旅客機機体騒音低減技術の実用化を目指す活動の一環として, 旅客機を用いた飛行実証計画の立案を行う. 合わせて, 一般的な旅客機形状としてNASA High-Lift Common Research Model (CRM-HL) の風洞模型を設計製作し, 機体騒音低減効果の確認を行う予定である. また, 国内メーカとも連携しながら機体騒音を低減するため, スパコン利用を前提に数値解析技術を用い, 実用的な低騒音化設計を旅客機に対し行う. 本事業コードでは, スパコンを活用し, 主にLarge/Detached Eddy Simulation(LES/DES)による高度な大規模数値解析を実施した. これにより, 騒音発生源の詳細な把握や騒音予測, さらに低騒音化デバイスの形状設計を行った.

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

機体騒音の低減という課題に対し, 本プロジェクトではスパコンの活用を前提に, 最新の数値解析技術を用いた低騒音化設計を積極的に取り入れることで, 技術の成熟を加速し, さらに高いフィデリティを持つ設計技術を飛行試験によって実証することを目的としている. スパコンによる大規模かつ高忠実度な数値解析を用いることで, 風洞試験だけでは把握が難しい詳細な物理現象を基礎とした低騒音化設計が可能となる. また, 非定常数値解析によって生成される膨大なデータについても, JSS3では大容量ハードディスクおよびテープデバイスを備えており, 短期・長期のいずれでも確実に保管することができる.

今年度の成果

旅客機の着陸進入時に大きな騒音源となる主翼前縁スラットについて, 非定常CFD解析を用いて騒音評価を行った. スラットには展開・収納のための支持装置 (スラットトラック) が取り付けられているが, この装置はスラット下面に形成される逆流領域の流れをさらに複雑化し, その結果として大きな騒音を発生させることが知られている. そこで本研究では, スラット本体の低騒音化手法と組み合わせた上で, スラットトラックが生成する騒音の特徴と, その低減方法について検討した. 特にスラットトラックの断面形状の違いに着目し, 形状差によって生じる騒音特性の変化と, その背後にある流体力学的メカニズムを整理した (図1).

図1: 形状修正前後でのスラットトラック周りの表面圧力変動分布

成果の公表

-査読なし論文

1) 山本一臣, 田中健太郎, 平井亨, 村山光宏, "スラット支持装置による騒音発生とその低減," 第63回飛行機シンポジウム, JSASS-2025-5274 (3E19), 沖縄県那覇市, 2025年10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: 非該当
• プロセス並列数: 256
• 1ケースあたりの経過時間: 24 時間

JSS3利用量

総資源に占める利用割合※1(%): 0.38

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)