非構造格子CFDの他分野複合問題への展開

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555043
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中橋 和博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00207854)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松島 紀佐 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40332514) ; 福西 祐 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60189967) ; 福永 久雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50134664) ; 小寺 正敏 (独法)航空宇宙技術研究所, 研究員 ; 加藤 琢真 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60292231)
• Keywords: 非構造格子 / ナビエ・ストークス計算 / CFD / 並列計算

Research Abstract

本年は、流体計算ソルバーをMPIライブラリーを用いて並列化計算を可能にし、128CPUのオリジン計算機でCPU台数以上のスーパースケーラビリティーの時間短縮が可能であることを示した。この結果はH14年5月にある並列CFD国際会議にて発表する。また、並列化にともなって有限体積法ソルバーの改良を進めた。これにより、並列計算のためのロードバランスを取りやすくしている。
一方、計算前処理である格子生成プログラムを改善した。特にナビエ・ストークス計算用の格子生成プログラムを新たに作成し、H14年1月に米国航空宇宙学会の航空宇宙科学会議にて発表した。この新しいプログラムにより、より複雑な形状周りの粘性流計算が容易になった。
構造と流体の練成問題や飛行機の舵角応答等を行うために、動的格子法も開発した。これにより、形状の変化する問題や飛行機の姿勢角が急激に変化する場合等の複合問題を解くことが可能となった。この成果はH14年6月の米国航空宇宙学会シンポジウムにて発表予定である。
空力設計においては、逆解法を用いての翼胴一体形状の飛行機を設計した。また航空宇宙技術研究所の超音速実験機の主翼設計にも応用し、かつその設計システムの高度化を進めた。
応用研究として、超音速燃焼エンジン内の流れに適用し、その燃焼過程の物理的状況を明らかにしている。また、マイクロガスタービン内流れの解析にも応用し、その流路設計に必要な情報を導いた。

Research Products

• [Publications] Yasushi Ito: "Direct Surface Triangulation Using Stereolithography Data"AIAA Journal. 40,3(印刷中). (2002)
• [Publications] Takeshi FUJITA: "Aerodynamics Evaluation of NAL Experimental Supersonic Airplane in Ascent Using CFD"Journal of Aircraft. 39(印刷中). (2002)
• [Publications] 須波徹治: "スクラムジェットエンジンの混合・燃焼形態に関する考察 -弱燃焼から強燃焼への遷移過程"日本航空宇宙学会論文集. 50巻576号. 22-29 (2002)
• [Publications] Tjoetjoek Eko Pambagjo: "An Alternate Configuration for Regional Transport Airplane"Transactions of The Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 45(印刷中). (2002)
• [Publications] Yasushi Ito: "Unstructured Hybrid Grid Generation Based on Isotropic Tetrahedral Grids"AIAA Paper 2002-0861. 0861. 1-9 (2002)