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宇宙航空研究開発機構

フロンティア領域の非定常CFD解析技術

高効率流体解析ツール(HexaGrid/FaSTAR)は、自動化と高速化によってデーター生産性を格段に向上させ、CFDユーザーに対するハードルを大幅に下げることに成功しました。しかし、信頼性の高い結果が保証できるのは、航空機で言えば今のところ巡航状態の解析(定常解析)に限られます。そこで本研究では、バフェットや剥離などの非定常現象が発生する巡航以外の状態に着目し、非定常現象を精度よく予測できるCFD技術の実用化をターゲットとし、フライトエンベロープ(航空機の飛行可能な範囲)全領域で使えるCFDの実現を目指します。
そのためには、格子生成とソルバー両方の課題を克服する必要があります。計算格子に関しては、世界的に先駆けてJAXAが実用化に成功した、直交格子と物体適合レイヤー格子のハイブリッド技術(HexaGridで用いられている)をベースに、それにBCM(Building Cube Method)を用いた並列化技術を適用することで、極めて高速に大規模格子を生成する技術の確立を目指しています。
また、ソルバーについては、FaSTARをベースにそれを非定常に拡張することで、非定常現象を高い信頼性で予測できる世界最速レベルのソルバー開発を目指します。具体的には、高速な時間積分法と高解像度スキームを組み合わせ、さらにRANS/LESハイブリッド法を高度化します。これらを最新のスーパーコンピューターに合わせて実装し、高度な非定常解析技術を実現することを目標としています。

NASA CRMの翼形状に対する並列格子生成

高速バフェット現象の解析例(左: NACA0012翼、右: NASA-CRM翼)

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