エアロブレーキ衛星の超高速空力特性シミュレータの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455467
• Research Institution: Institute of Space and Astronautical Science
• Principal Investigator: 安部 隆士 宇宙科学研究所, 宇宙輸送研究系, 教授 (60114849)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 和央 宇宙科学研究所, 宇宙輸送研究系, 助手 (90281584)
• Keywords: エアロブレーキ / 超並列計算機 / 希薄流 / DSMC

Research Abstract

Monte Carlo 直性(DSMC)シミュレーション法による宇宙機の希薄大気中での空力特性を高速で行うため、超並列計算機によるシミュレータの可能性を検討し、専用の処理システムをハードウエアとして構築するため、概念設計が行われた。この処理系は、CPUの代わりにDPU(Distributed Processing Unit)を採用しており、演算はパイプライン方式で行われる。さらに、処理系自体を並列化することが可能である。本年度は、処理系1ユニットの試作を行い、初期の演算機能を持つことを確認した。20MHZのクロックで約0.3GFLOPSの演算が可能である。演算性能はクロックと共に向上するが、さらに高速化するためには専用のIC化する必要があることが分かっている。また、ホスト計算機とのIFの高速化が必要である。
また、派生的成果ではあるが、このような高速処理系は、他の流体シミュレーションスキーム(LBE法)にも応用可能であることが判明しており、概念設計が行われた。

Research Products

• [Publications] T.Abe,and K.Funcbiki: "Development of computing hardware specialized for DSMC" 21th International Symposium on Rarefied Gas Dynomics. (1998)
• [Publications] T.Abe: "Derivation of the Lattice Boltzmarn Method by Means of the Discrete Ordinate Method for the Boltzmann Equation" Journal of computational Physics. 131. 241-246 (1997)
• [Publications] K.Fujita,and T.Abe: "SPRADIAN,Structured Package for Radiation Analysis:Theory and Application" ISAS Report No.669. (1997)
• [Publications] K.Fujita, T.Abe, and K.Suzuki: "Air Radiation Analysis of a Superorbital Reentry Vehicle" AIAA paper 97-2561. (1997)
• [Publications] K.Suzuki, H.Kubota, K.Fujita, and T.Abe: "Chemical Nonequilibrium Ablation Analysis of MUSES-C Super-orbital Reentry capsule" AIAA paper 97-2481. (1997)
• [Publications] T.Abe, M.Akisue, T.Hinada,and M.Kimura: "Aerobrake effect on PLANET-B Spacecraft during low-altitude passage through Mars atmosphere" AIAA paper 97-2545. (1997)