2016 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of Technique for Fast High-order-accurate Unstructured-mesh Fluid Solver on Exa-scale Computer
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15K13420
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
野々村 拓 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60547967)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芳賀 臣紀 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, 研究開発員 (30646930)
阿部 圭晃 東京工業大学, 工学院, 東京工業大学特別研究員 (40785010)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 非構造格子高次精度解析手法 / 圧縮性流体 / 乱流 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず今年度は昨年度から引き続き，流束再構築法において16次精度までの運動エネルギー保存スキームを開発・改良した．具体的には，昨年度の証明で不足していた部分（局所保存は示したが全体保存が示せていなかった）を説明する証明を与え，昨年度の計算コードの実装で圧力項を除いて全体保存までできることを確認した．さらに粘性項の取り扱いを変更することで，より計算が安定にできることおよび，安定化したコードではその精度も向上することを明らかにした．この計算コードを用いて，テスト問題の一つであるテイラーグリーン渦問題を解いてその精度を検証した．乱流の解析に使われる風上スキームの数値粘性を利用する陰的LESと通常のサブグリッドスケールモデルを利用したLESを比較してその安定性と精度を議論し始めた．また本計算コードを渦移流問題や，乱流境界層問題に適用して，安定に解析できること，また8次や16次精度などこれまで実現できなかったレベルまで計算精度を上げることで圧倒的に効率的な解析ができることを示した．
チューニングに関しては，1セルに1000自由度あるアルゴリズムの特性を生かしメモリアクセスを高速化することで，計算速度を向上することを狙い，チューニング前から比較して2倍の速度を実現した．
これらにより，物体表面の取り扱いなどに一部の課題は残るものの複雑形状でも，高速高効率に解析できる非構造格子高次精度解析手法の基礎技術が開発できたと考える．
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