ガスサンプリングシステムにおける流体シミュレーション
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: R25JCWU20
利用分野: 連携大学院
- 責任者: 稲富裕光, 宇宙科学研究所学際科学研究系
- 問い合せ先: 髙田真緒(mao.takata@ac.jaxa.jp)
- メンバ: 髙田 真緒
事業概要
本研究では, 高圧ガスジェットによってレゴリス表面の粒子を吹き飛ばし, 試料を採取するガスサンプリングシステムにおける粒子挙動をシミュレーションにより検証することを目的とする. 事前にスパコンによって実施した流体解析から得られた軸対称の速度分布と密度分布を用い, 粒子に流体抵抗と壁面接触力を付与する1-way DEM-CFD法を用いて粒子の運動を再現する. この手法は, ガスなどの流体注入時の粒子の運動と分散挙動をシミュレーションすることができる. シミュレーション結果に基づき, ジェットによって表面粒子がどのように吹き飛ばされ, 試料として採取されるかを検証する.
参照URL
https://assl.isas.jaxa.jp/researches/scattering/scattering.html 参照.
JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点
本研究では, 高圧ガスジェットによってレゴリス表面の粒子を吹き飛ばし, 試料を採取するガスサンプリングシステムにおける粒子挙動をシミュレーションにより検証することを目的とする. 粒子挙動を高精度に再現するためには, 高圧ガスジェットによる流速場や密度場などの詳細な流体情報が不可欠である. しかしながら, このような高圧・高速流れを対象とした流体解析には莫大な計算コストを要し, 計算時間の増大が研究の進捗に大きく影響する. そこで, JAXAスパコンを活用することで, 大規模かつ高解像度の流体解析を効率的に実施することが可能となる. これにより, 計算時間を大幅に短縮しつつ, 高精度な流体場データを取得でき, 粒子挙動シミュレーションの信頼性向上と研究の加速が期待される.
今年度の成果
JAXAスパコンを利用することにより, 様々な流体の粘性モデルでの流体計算比較, 流体計算領域のメッシュの切断方法による流体計算比較を行うことができた.
成果の公表
なし
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: 18 - 36
- 1ケースあたりの経過時間: 5 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.01
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 | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-ST | 19223.34 | 0.02 |
| TOKI-GP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-XM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-LM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TST | 0.00 | 0.00 |
| 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 | 0.00 | 0.00 |
| /data及び/data2 | 0.00 | 0.00 |
| /ssd | 0.00 | 0.00 |
| 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) | 418.36 | 0.29 |
※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)