実現象理解に基づく空力基盤技術
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: R25JDA201J99
利用分野: 航空技術
- 責任者: 中北和之, 航空技術部門基盤技術研究ユニット
- 問い合せ先: Yuki Ide, Chanteux Xavier(ide.yuki@jaxa.jp, chanteux.xavier@jaxa.jp)
- メンバ: シャントゥ ザビエル, ラッシャー デイビッド, 徳川 直子, 大平 啓介, 井手 優紀
事業概要
本研究では, 風洞実験や飛行状態などの低乱流環境における境界層の層流から乱流への遷移過程に関する理解を深めることを目的としている. 本研究の一項目として, 自由流れ乱流が遷移に及ぼす影響を, CFD(DNS)を用いて調査する.
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
自由流れ乱流に対する境界層の受容性を数値的に調査するには遷移過程に関与する微細な構造を捉えるため細かい格子上でナビエ–ストークス方程式を解く(DNS)必要があり, 計算コストが増えるため.
今年度の成果
今年の主な成果は, レイノルズ数50万における NACA0008 翼型周りの非圧縮性流れについて, 3億2600万点のC格子を用い, 最大12基のGPU(および6000基のCPU)を使用してDNSを実施したことである. このシミュレーションにより, 研究プロジェクトに不可欠となる等方性かつ一様な自由流れ乱流生成器の実装を検証することができた. また, 同様のシミュレーションにより, 結果の格子感度を調査し, 新たに実装したツールの使用経験を蓄積することができた.
図1: NACA0008翼型周りのメッシュ分布と前縁部の拡大図. x=−0.6付近の青い領域は外力の位置を表す. 7点に1点のみをプロットした.
図2: 主流方向速度揺らぎのx-y平面分布. 青い領域は負値, 赤い領域は正値を示す. 実線は境界層厚さを表す. 自由流中では等方性かつ一様な乱流が見られる一方, 境界層内部では筋状(ストリーキー)摂動が確認できる.
図3: 流れ場の三次元可視化図. ±0.01の等値コンターによってストリーク構造が確認できる.
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: CUDA
- プロセス並列数: 8 - 12
- 1ケースあたりの経過時間: 84 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.25
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 | 2781646.03 | 0.13 |
| TOKI-ST | 8662.92 | 0.01 |
| TOKI-GP | 112970.96 | 1.82 |
| TOKI-XM | 50850.78 | 17.47 |
| TOKI-LM | 64.47 | 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 | 102400.00 | 0.67 |
| /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 | 1.75 | 0.01 |
|---|
※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) | 305.33 | 0.21 |
※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)