2020 Fiscal Year Annual Research Report
アーキテクチャに依存しない超高次精度かつ低散逸の複雑形状周り非定常乱流数値解析
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19K15205
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
阿部 圭晃 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (40785010)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高次精度非構造スキーム / CFD / 複雑形状 / 流束再構築法 / 流体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では非構造高次精度法の一種である流束再構築法(Flux Reconstruction 法:FR 法)に基づく圧縮性流体ソルバーを用いたGNLG(Gulfstream G550 Nose Landing Gear:航空機着陸脚)周りの非定常乱流解析を目的とし，複雑形状周りの圧縮性流体解析に関するFR法の適用性と安定化手法の適用性を調べた．流体場を空間５次精度，物体形状を空間2次精度の形状関数に基づき離散化を試みたものの，既存のoverintegrationによるdealias処理による安定化では計算の不安定性を取り除くことが困難であった．GNLGのような複雑形状を高次要素のメッシュで離散化するためには，四面体要素と六面体要素を混合して利用することが有用であり，それらを繋ぐピラミッド型の高次要素を用いることが必要である．しかし，同要素をFR法で用いた際の一様流保持性に問題があり（時空間的に一様な流れ場を数値的に再現できない），数値安定性を損なう原因の一つと分かった．今年度は本課題に取り組んだが解決には至らず，今後の重要課題として残される．また今年度の実績としては，形状の複雑性を落とした対象として低圧タービン翼周り流れの大規模な並列GPU解析を実施した結果をまとめ，国際誌への投稿を行った．さらに，FR法の不連続捕獲の安定化を目的とした手法に関する論文が受理され，今後より様々な流れ場への同手法の適用が期待される．また，新しい計算アーキテクチャの一種であるベクトルマシン(NEC SX-Aurora)に適合するようFR法ソルバーの構築・検証が進み，高いメモリバンド幅を生かした解析が可能であることを実証した．これにより，多様な計算機(GPU，CPU,ベクトル機)を同じ流体ソルバー（FR法）を用いて行う柔軟性の高い計算技術基盤を構築することが出来た.
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