| 研究課題/領域番号 |
17K18427
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
流体工学
計算科学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
芳賀 臣紀 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (30646930)
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| 研究協力者 |
河合 宗司
阿部 圭晃
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 数値流体力学 / 先進アルゴリズム / LES / 有限要素法 / 並列計算 / 流体工学 / 圧縮性流れ / 流束再構築法 / 高次精度 / 非構造格子 / 重合格子 / 大規模並列 / 高次精度非構造格子法 / 大規模並列計算 / ラージエディ・シミュレーション / 圧縮性流体 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、航空宇宙工学分野で重要な圧縮性乱流の数値シミュレーションを高精度化し、実用設計における活用を目指すものである。これを実現するために複雑形状への適合性が高くかつ乱流の解像度に優れる高次精度非構造格子法を用いた高速・超並列ソルバーを開発した。本手法を実用化するには以下の要求を満たすことが不可欠であり、従来課題を克服する基本技術を提案した。１）安定かつ高精度を両立する物理モデル及び数値スキームの確立、２）複雑形状への適合、３）計算時間の短縮。
圧縮性乱流のベンチマーク問題や複数超音速ジェットの空力音響問題に本手法を適用し、その優れた性能を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高次精度・非構造格子法の研究は特に海外で数多く行われているが、従来法と比べて安定性が低く、計算コストが高いという欠点が指摘されてきた。本研究で提案した基本技術は新規性が高く、不連続有限要素法に分類される他の手法にも適用可能である。今後より複雑な形状への適用が求められるが、圧縮性乱流の実用的な問題に対して従来手法と比べ少ない計算コストで大幅な解像度の向上が得られることを示した。メニーコア化が進む次世代の計算機環境でも高い性能が期待でき、高速な実用ソルバーとしての活用が期待される。
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