2023 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of mechanism for fluid–structure interaction on turbulence flow using high-performance computing system
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22K03461
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| Research Institution | College of Industrial Technology |
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Principal Investigator |
浅尾 慎一 産業技術短期大学, その他部局等, 准教授 (90462019)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 数値流体力学 / 乱流物体連成機構 / 有限体積法 / 並列計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，物体が乱流の流れによって移動・変形し，同時に物体の移動・変形により乱流を変化させる「乱流物体連成機構」を，計算流体力学を用いて解明する．その上で，市販のパーソナルコンピュータでもスーパーコンピュータに見劣りしない効率で結果を出すハイパフォーマンス計算システムを提案することを目指している．本課題の目的は[1] ハイパフォーマンス計算システムを市販のパーソナルコンピュータで構築すること，[2] ハイパフォーマンス計算システムを用いて「乱流物体連成機構」を解明することである．目的を達成するための必要な項目は2つあり，項目[1] ハイパフォーマンス計算システムのための2つのアルゴリズムの統合，項目[2] 実用化のための大規模計算システムの検討である．
2023年度の目標として，項目[1]においては多少計算効率は落ちるが，スライディングメッシュ法を使わない3次元コードでの「乱流物体連成機構」の解明を行うこととした．しかしながらスライディングメッシュ法を用いずに計算格子の変形を行うと，格子の変形に無理が生じ，結果として計算が困難であることがわかった．項目[2] 実用化のための大規模計算システムの検討においては，2023年度にすでに完成しているすでにできている2次元コードを用いて大規模計算システムを構築することとした．しかしながら上記の項目[1]に対して多くの時間を割いているため，2023年度はコンピュータの購入と計算機のソフトウェアの実装だけしかできなかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
[1]「ハイパフォーマンス計算システムのための2つのアルゴリズムの統合」について計画が進まないときの対応策に準じて計画を進めており，現時点では(A)2次元コードでの「乱流物体連成機構」の解明，もしくは，(B)スライディングメッシュ法を使わない3次元コードでの「乱流物体連成機構」の解明を行っている．
2023年度においては(B)に注力していたが，スライディングメッシュ法を使わずに計算格子を移動すると，格子を無理に変形させてしまうため，計算自体が困難となっている．
[2]並列化の検討に関しては2023年度に行う計画であったが，[1]の問題点解決に時間をかけてしまい，コンピュータの購入と計算機のソフトウェアの実装だけしかできなかった．以上の理由で進捗状況は遅れていると言わざるを得ない．
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| Strategy for Future Research Activity |
一旦[1]「ハイパフォーマンス計算システムのための2つのアルゴリズムの統合」に対して，一旦，(A)2次元コードでの「乱流物体連成機構」の解明を進める．ただし，乱流はもともと3次元流れでしか正しく現象を捉えることができない．そのため，可能な限り，(B)スライディングメッシュ法を使わない3次元コードでの「乱流物体連成機構」の解明を行うことを目標とする．なお時間に余裕ができたときには3次元コードでのスライディングメッシュ法を開発する．
[2]並列化の検討に関しては初期段階の準備ができ次第，上記の(A)，もしくは(B)に適用する予定である．
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| Causes of Carryover |
物品費においては2022年度に本来買うべき計算機PCを2023年度にて購入したため，2023年度分と2024年度分が残っている形となっている．また，旅費については，学会が近地であったこと，研究の進捗状況の問題で参加予定の学会にすべて参加することができなかったため，予定よりも使用金額が少なかった．
使用計画について，物品費においては，実施項目[2]の並列化計算に対して，2023年度，2024年度でまとめてコンピュータを購入する予定である．旅費に対しては，発表だけにこだわらず，乱流および並列計算法に対しての最新の調査を兼ねて学会に参加する予定である．
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