ロケット上段の再突入安全評価
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: R25JEK10100
利用分野: 宇宙技術
- 責任者: 服部昭人, 宇宙輸送技術部門宇宙輸送系基盤開発ユニット
- 問い合せ先: 小寺 正敏(kodera.masatoshi@jaxa.jp)
- メンバ: 福井 正明, 井上 拓, 小寺 正敏, 宗像 利彦
事業概要
衛星を軌道投入した後ロケット上段はスペースデブリとなる. したがってそれが自然落下し再突入した場合, 溶融せずに地上に落下するリスクについて正しく評価する必要がある. 現在JAXAでは6自由度軌道, 空力, 熱流束, 熱伝導および溶融による形状変化を考慮した多分野連成シミュレーションからなる溶融解析ツールLS-DARCを開発中である. 本ツールについて, 実際の打上げ許可申請時や設計上流段階での安全性設計時の溶融性評価に用いるために, 風洞試験, CFDを用いて予測精度の検証を行っている.
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
LS-DARCを検証するために, 風洞試験データのみでは, 限られた条件や少ない計測点数により, 網羅的な検証は困難である. そこでデータのない箇所を補完するため, また現象の詳細把握のためCFDを利用する.
今年度の成果
LS-DARCの熱流束モデルを検証するために, 上段エンジンモデルを供試体としたHIEST試験を実施し, ノズル壁面熱流束データを取得した. そして本試験の流れ場の詳細を把握し, 未実施の試験条件を補完するために, CFD解析を実施した. 図1は上段エンジンノズルを風上に向けた時のノズル内壁の平均熱流束分布を示している.
図1: ノズル内壁の平均熱流束分布
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: 1920 - 3840
- 1ケースあたりの経過時間: 28 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.08
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 | 2057254.40 | 0.09 |
| TOKI-ST | 9.01 | 0.00 |
| 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 | 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 | 4.39 | 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) | 106.00 | 0.07 |
※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)