Certification by Analysis(CbA)に向けた空力解析の研究開発
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: R25JDA201G22
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: サンシカアンドレア(sansica.andrea@jaxa.jp)
- メンバ: ラッシャー デービッド, 桐原 亮平, 林 謙司, 井手 優紀, 金森 正史, 松﨑 智明, 小島 良実, 杉岡 洋介, 山本 貴弘, , 賀数 淳平, サンシカ アンドレア
事業概要
航空機設計においては失速を予測するする必要があるが, これらの現象のシミュレーションは非常に計算コストが高い. そのため, 高い計算精度と低い計算コストを両立する技術が求められている. 本事業では, RANS/LESハイブリッド法 (Delayed Detached Eddy Simulation; DDES) をFaSTARに実装し, 複数の気流条件において検証する.
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
失速の解析では, ３次元複雑形状の解析を実行する必要がある. 高精度を実現する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る. 自動格子細分化（AMR）法の技術開発によるオフデザイン失速予測の高精度化を行った.
今年度の成果
DDES法にRANS/LES領域遷移を制御する新たな境界層保護関数（Deck & Renard, 2020）を導入し, はく離予測性能の向上を図った. その結果, 高翼力形状の航空機における空力予測性能が向上し, 失速付近の揚力予測精度が向上した(図1). また, より高忠実なWMLES（wall-modeled large eddy simulation）法を実装し, 3要素翼を対象とした動作確認を実施した.
AMR（適合格子細分化法）を用いることで, 3D翼（図2）および, 迎角が中程度の全機形態に対して, 解適合格子を自動生成することが可能となった.
図1: DDES法を用いた, 高揚力形態航空機まわり流れの計算結果例
図2: ONERA M6翼における初期格子（サイクル0）および最終格子（サイクル7）. 適合格子により, 物理的に重要な流れ領域（衝撃波および後流など）に格子点が集中している. 右図に示す圧力分布は, 適合格子が手動生成格子および実験値と一致していることを示している.
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: OpenMP
- プロセス並列数: 48 - 1537
- 1ケースあたりの経過時間: 168 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 1.74
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 | 45233417.00 | 2.05 |
| TOKI-ST | 128344.83 | 0.13 |
| TOKI-GP | 39.35 | 0.00 |
| TOKI-XM | 12456.94 | 4.28 |
| TOKI-LM | 22422.31 | 1.69 |
| 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 | 1024.00 | 1.64 |
| /data及び/data2 | 102400.00 | 0.67 |
| /ssd | 30720.00 | 1.87 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 21.83 | 0.07 |
|---|
※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) | 1344.31 | 0.94 |
※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)