2016 Fiscal Year Annual Research Report
空力・空力音響基盤技術としての階層型直交格子法を用いる圧縮性流体解析法の構築
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15H05559
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
今村 太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30371115)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 数値流体力学 / 直交格子法 / カットセル法 / 埋め込み境界法 / 乱流モデル / 航空機設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度には主に以下に述べる３つの事柄に取り組んだ．
１）流体解析プログラムのMPIによる並列化に取り組んだ．その結果，研究室所有のマルチコア・ワークテーションや，東京大学情報基盤センター保有の大型計算機（Reedbush-U）上での並列計算が可能となった．従来は1000万点程度の格子数が上限であったが，1億点を超える格子点数での流体解析が可能となった．遷音速旅客機模型周りの巡行条件下の空力評価が定量的に評価できるようになりつつある．三次元の大規模な解析が可能になったことから，特に三次元格子生成プログラムとその後処理部分においてこれまで以上にプログラムを効率化する必要が生じたため，それらの改修にも取り組んだ．
２）階層型直交格子に埋め込み境界法を組み合わせた場合でも利用可能な定常乱流モデルの開発に取り組んだ．物体適合座標系を前提に開発された定常乱流モデルでは，乱流境界層内の粘性低層が解像できないため，壁モデルを組み込むとともに，乱流モデルについても改良を施した．新しいモデルを用いて定常の平板乱流境界層の解析を行った結果，正しい境界層内の物理量分布が再現でき，従来は再現できなかった正しい格子収束が得られた．
３）現時点で出来上がったコードを用い，二次元翼型周りの流れの解析や三次元翼端近傍流れの詳細解析など，応用研究も進められた．完全自動格子生成の特徴を生かすことで，様々な形状周りの解析が容易であり，また解適合格子も作成しやすいことから，従来は困難であった解析が可能となった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
これまであった二次元版／三次元版コードの統一を行い，一つのソースコードからコンパイル時に選択できるように大規模な改修を行った．これまでは，二次元版／三次元版コードを独立に改修する必要があったが，統一したことで効率的なプログラム開発が可能となった．また，課題であった三次元流体解析コードのMPI並列化に成功し，東京大学が所有する大型計算機上での実行も可能になったことから，今後，数億点規模の流体解析も視野に入ってきた．本プロジェクトも２年目に入り，口頭発表だけでなく，査読論文（和文2本，英文3本）による成果も出ており，順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，格子生成プログラムと圧縮性流体解析プログラムの両方の更なる高度化に取り組む予定である．現在提案している，高レイノルズ数流れ解析のための新しい壁面境界条件の実問題を通した検証や，非定常流れへの拡張などに取り組む予定である．また，これまで開発してきたプログラムを基盤として，構造などとの異分野統合最適化設計や，移動物体・移動境界問題への適用も視野に入れていく予定である．
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Research Products
(18 results)
