再使用ロケット着陸時音響研究
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: R25JDG20104
利用分野: 研究開発
- 責任者: 南里秀明, 研究開発部門第四研究ユニット
- 問い合せ先: 堤誠司(tsutsumi.seiji@jaxa.jp)
- メンバ: 安部 賢治, 芳賀 臣紀, 伊藤 浩之, 岡野 泰人, 堤 誠司
事業概要
再使用ロケット着陸時にエンジン排気ジェットに起因して発生する空力騒音を予測する. CNESとの共同研究で, JAXA, CNESの双方が提供する実験データを対象にCFDのモデリング, 音響発生機構を議論する.
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
本研究では, 再使用ロケット着陸時に発生する超音速ジェット騒音を高精度に予測するため, 大規模計算資源であるスーパーコンピュータを利用した. 着陸時のエンジン排気ジェット周辺では, 強い衝撃波構造と非定常な乱流が複雑に干渉し, 高い空間・時間解像度を要求するため, 一般的な計算環境では十分な予測精度を確保することが困難である. そのため, 本研究ではスーパーコンピュータの大規模並列計算能力を活用し, 詳細なLESと音響解析を実施した. また, CNESおよびJAXAが提供する実験データを対象に, モデル化手法の検証と音響発生機構の解明を行うためにも, 膨大なパラメトリック計算が必要となり, スパコンの利用は不可欠であった.
今年度の成果
今年度は, CFDコードとしてJAXAインハウスのLS-Flow-HOを用いて解析を進めた. まず, JAXAより提供された試験ケースに対するCFD解析の準備としてフリージェット計算を実施し, 計算条件およびモデルの検証を行った. 現在は, ノズル出口の境界条件としてSynthetic Eddy Methodを適用した計算を実施しており, 流入乱流の取り扱いに関する検証を進めている. 今後は, JAXA提供試験ケースのうち, 地面を模擬した衝突板がノズル出口から1D下流（Dはノズル出口直径）に設置されたケースについて解析を行う予定である. また, 地面板表面に形成される乱流境界層については壁面モデルを適用する方針である. これらの解析に用いる計算格子はすでに作成済みであり, 順次, 詳細解析へと移行する予定である.
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: 512
- 1ケースあたりの経過時間: 871.5 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.02
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 | 599326.73 | 0.03 |
| TOKI-ST | 108.01 | 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 | 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 | 119.87 | 0.36 |
|---|
※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) | 11.96 | 0.01 |
※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)