JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
64640000.pdf7.25 MB
Other TitleDevelopment for a Parallelized CFD Code - ADCS
Author(jpn)雷, 忠; 永田, 靖典
Author(eng)Lei, Zhong; Nagata, Yasunori
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構航空プログラムグループ超音速機チーム; 菱友システムズ
Author Affiliation(eng)Supersonic Transport Team, Avitation Programu Group, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA); Ryoyu Systems
Issue Date2010-03-31
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Publication titleJAXA reseach and development report
Publication date2010-03-31
AbstractADCS (Aero-Dynamic Computational System), which is a CFD (Computational Fluid Dynamics) solver to simulate flow using Multi-block technique, was developed. Parallel programming with MPI library was utilized to achieve high performance and obtain applicability for large-scale aerospace problems. The ADCS solves the time-dependent conservation law form for the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations on structured grids. The finite difference method is used for spatial discretization. Several turbulence models are available. The reduction of memory usage was achieved by modified data structure with a new feature of Fortran 90 language. The parallelized code was verified and its performance was tested. It shows that the code is efficient to conduct large-scale computations by using MPI parallelization. Several test cases were conducted to validate the numerical accuracy and test performance for parallel computational system.
近年、数値解析の大規模化や形状の複雑化が進む一方、期間の短縮、解析の高精度化が求められている。自動車、航空機、流体機械など流体に関する工学分野において数値流体力学(CFD)は非常に重要な解析と設計ツールとなりつつある。今後CFDは大きな役割を果たすことが期待されているが、高い予測精度を達成するには依然高い計算負荷がかかる。計算を行うハードウェアには大規模な並列計算機システムが採用され、計算時間を短縮するためにコードの並列化は必要不可欠となっている。宇宙航空研究開発機構超音速機チームでは、独自に汎用CFD解析ソルバーADCS(Aero-Dynamic Computational System)を開発し、これまで低速から高速まで様々な流れの解析を行ってきた。ADCSは有限差分法により支配方程式であるRANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方程式を離散化し、複雑形状に対応するマルチ・ブロック構造格子技術を採用し、領域分割法に基づいた並列化を施すことで、大規模計算にも対応可能である。本論文ではADCSで採用された計算手法について述べ、検証計算を通してその妥当性について述べる。検証計算は平板境界層、2次元翼、3次元翼、亜音速機の翼胴形態、および超音速機に対して行い、それぞれ妥当な解を得ることができた。
DescriptionOriginal contains color illustrations
形態: カラー図版あり
KeywordsCFD, parallel programming, multi-block, Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, turbulence model
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
Report NoJAXA-RR-09-006

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