ロータとプロペラ間の空力干渉解析
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: R25JTET02
利用分野: 技術習得方式
- 責任者: 保江かな子, 航空技術部門航空利用拡大イノベーションハブ
- 問い合せ先: 赤坂 剛史, 金沢工業大学工学部航空宇宙工学科(akasaka@neptune.kanazawa-it.ac.jp)
- メンバ: 森田 航, 菅原 瑛明, 赤坂 剛史
事業概要
我が国では, 新しい移動手段として「空飛ぶクルマ（eVTOL）」の社会実装に向けた取り組みがされている. リフト＆クルーズ方式のeVTOLではロータと推進用のプロペラの間で流れが干渉しあい複雑な流れ場が形成され, 空力性能に影響を及ぼす可能性ある.
本事業ではロータ後流と推進用プロペラの干渉における推進プロペラの空力性能をrFlow3Dを用いて調査した. 解析モデルは揚力ロータと推進プロペラで構成されるものである. 前進飛行条件下において, ロータに対する推進プロペラの横方向位置を変化させ, ロータ前進率を0.4から0.7の範囲で設定して数値解析を行った.
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
JAXAで開発されたCFDソルバ「rFlow3D」を用いてリフト＆クルーズ方式のeVTOLの空力性能に関する解析を行うため.
今年度の成果
ロータ前進側後方に推進プロペラを配置した場合, 複数の干渉現象（図１）により推進プロペラの効率が向上することが明らかとなった. また, 推進プロペラの振動特性は, その横方向位置および揚力ロータの前進率に応じて異なる挙動を示すことが確認された.
図1: ロータとプロペラ形態での翼端渦可視化図
図2: 推進プロペラの横方向位置による効率変化
成果の公表
-査読なし論文
森田 航, 菅原 瑛明, 赤坂 剛史, eVTOLにおける揚力ロータと推進プロペラ
の空力干渉に関する数値解析, 第57回流体力学講演会／第43回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム, 日本航空宇宙学会, 2025
JSS利用状況
計算情報
- プロセス並列手法: 非該当
- スレッド並列手法: OpenMP
- プロセス並列数: 1
- 1ケースあたりの経過時間: 336 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.10
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 | 767874.03 | 0.80 |
| 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 | 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) | 0.00 | 0.00 |
※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)