二液推進薬着火過渡現象に関する爆風波の解析
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: R25JDG20500
利用分野: 研究開発
- 責任者: 松本康司, 研究開発部門第二研究ユニット
- 問い合せ先: 佐古 憲孝(sako.noritaka@jaxa.jp)
- メンバ: 佐古 憲孝
事業概要
自己着火性を有する液体燃料および液体酸化剤を推進薬として用いる二液式スラスタでは, スラスタ始動時において通常の着火挙動とは異なる, 急峻な圧力上昇を伴う爆発的着火現象（着火衝撃）がこれまでのスラスタ開発等で確認されている. この着火衝撃は最悪の場合スラスタの損傷に直結する重大なリスクとなる. 本事業の目的はJSS3上での数値計算により着火衝撃の発生機構を明らかにし, その抑制に向けた設計指針の獲得に資する知見を獲得することである.
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
着火衝撃現象は燃焼反応を伴う爆風波伝播が関わっており, 数値計算において流体現象と燃焼反応をカップリングして解くためにはJSS3のような大規模計算リソースの利用が必要不可欠である.
今年度の成果
起爆源に同一のエネルギー量を与えた際の非反応場および反応場での爆風波解析を実施した. 反応場においてはヒドラジン/四酸化二窒素の詳細反応機構を組み込んだ燃焼解析を行った. 数値計算で得られた爆風波（衝撃波）面の伝播過程を別途実推進薬を用いた実験結果と比較し, 反応場での計算結果の方が実験結果の傾向を再現し, 着火衝撃発生時の爆風波伝播では波面後方での発熱反応の寄与が重要であることを示唆する結果を得た.
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: 4 - 132
- 1ケースあたりの経過時間: 350 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 | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-ST | 8192.32 | 0.01 |
| TOKI-GP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-XM | 1309.49 | 0.45 |
| TOKI-LM | 4583.40 | 0.35 |
| TOKI-TST | 108796.70 | 1.78 |
| 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 | 0.00 | 0.00 |
|---|
※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) | 564.00 | 0.40 |
※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)