解像度５次精度相当の効率的な空間２次精度圧縮性流体計算法
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: R25JCMP26
利用分野: 競争的資金
- 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: サンシカアンドレア(sansica.andrea@jaxa.jp)
- メンバ: 垣本 晴行, 北村 圭一, 間々下 智広, 安居 聡良, ラッシャー デービッド, サンシカ アンドレア
事業概要
本研究ではMUSCLの枠組みから脱却し, セル内物理量分布を双曲関数で与えるMUSCL-THINC法により, 衝撃波不連続面をシャープに捉える. 提案手法を様々な流れに適用し, 有効性を検証する.
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
混相流, 電磁流体, 遷音速バフェットなど様々な流体に適用し有効性を調査する. これらのシミュレーションには大きな計算能力が必要であり, JAXAスーパーコンピュータを使用する必要がある.
今年度の成果
THINC法はもともと混相流界面用に提案されたものであるが, マッハ1.01など微弱衝撃波の拡散抑制にも有効である事が予備計算から分かっている. これにより効率的な空間2次精度手法でありながら, 3～5倍の計算コストを要する空間5次精度相当の解像度の数値解を実現する. 今年度もその非構造格子版への拡張に取り組んでおり, 完成には至っていない（海外協力者の助言をいただきながら, 次年度も継続する）. 並行して, 非構造版が完成した場合にただちに取り組めるよう, マッハ1.01周辺の空力解析や, 関連する非定常空力計算を実施している.
FaSTARを用いたシミュレーションを実施し, 数値スキームの精度に対するバフェット予測の感度を調べた（図1）.
図1: バフェット予測の数値スキーム精度に対する感度
成果の公表
-査読なし論文
1) A. Sansica, D.J. Lusher, K. Kitamura, G. Fukushima. Sensitivity Analysis of Turbulent Transonic Buffet to Scheme Accuracy of Turbulent Fluxes and U-MUSCL Method in Finite Volume Solvers. The 35th International Symposium on Shock Waves, (Brisbane, Australia, 2025年7月).
-口頭発表
1) A. Sansica, D.J. Lusher, K. Kitamura, G. Fukushima. Sensitivity Analysis of Turbulent Transonic Buffet to Scheme Accuracy of Turbulent Fluxes and U-MUSCL Method in Finite Volume Solvers. The 35th International Symposium on Shock Waves, (Brisbane, Australia, 2025年7月).
2) 〇 垣本 晴行, 北村 圭一（横国大）, 野中 聡（JAXA）：突起を付した細長物体遷音速域空力特性のDelayed DES・Zonal DES解析, 第39回数値流体力学シンポジウム, [OS3-3-2-05]（北九州国際会議場, 福岡県北九州市, 2025年12月16日）
3) ○ Kitamura, K.（Yokohama National University）, Z.-N. Wang（University of Birmingham）, F.M. Moller（DLR）, P.G. Tucker（University of Cambridge）: Numerical Investigations on DES-Family and Upwind/Central-Differencing Scheme in Shock/Boundary-Layer Interactions, 第53回日本ガスタービン学会定期講演会, A-20（朱鷺メッセ, 新潟市, 2025年10月09日）
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: 48 - 512
- 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(%): 0.12
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 | 2603754.13 | 0.12 |
| TOKI-ST | 72531.93 | 0.08 |
| TOKI-GP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-XM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-LM | 432.02 | 0.03 |
| TOKI-TST | 0.54 | 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 | 95.41 | 0.29 |
|---|
※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) | 959.31 | 0.67 |
※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)