回転翼の数値シミュレーション
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: R25JTET45
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: 菅原 瑛明(sugawara.hideaki@jaxa.jp)
- メンバ: 唐澤 智也, 菅原 瑛明, 竹内 諄育, 田辺 安忠
事業概要
回転翼機のロータは回転半径位置でブレードに対する相対速度が異なることに加えて, 前進飛行時には回転方位角ごとにブレードに対する相対速度が変化するため, 非定常で非対称な流れ場となっている. 近年の回転翼機では小型のドローンから電動垂直離着陸機（electｒic Vertical Take-Off and Landing), ヘリコプタなど, 様々なスケールの機体が存在する. これらのロータブレードにおいて, 翼面上の境界層は層流から乱流へ遷移している. この境界層遷移は, 翼面の摩擦抵抗および圧力分布に影響を与えるため, 境界層遷移位置の予測精度が回転翼機の空力性能予測に直結する. 本事業では, 境界層遷移に着目し, 回転翼機の空力予測精度向上を目指した解析手法の研究開発を実施している.
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
回転翼の遷移現象を捉えるには, 複雑な流れ場や渦を捉える必要があり, スーパーコンピュータによる大規模解析が必要である.
今年度の成果
回転翼機CFD解析ツールrFlow3Dを用いて, 回転翼の解析を実施した. 遷移予測精度および空力性能に与える影響を弾性変形の有無をパラメータとして調査した(図1). 解析結果より, ヘリコプタ実機レベルの高レイノルズ数域では現状の遷移モデルは良い一致を示すことを確認した.
図1: 回転翼周りの複雑な翼端渦流れ場の様子
成果の公表
なし
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: 456 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.14
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 | 1168824.51 | 1.21 |
| 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) | 17.10 | 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)