機体騒音低減技術の飛行実証 (FQUROH) プロジェクト

事業形態

JAXAプロジェクト

事業の責任者・構成員

責任者：航空本部 FQUROHプロジェクトチーム，山本一臣([email protected]) 構成員：航空本部 FQUROHプロジェクトチーム，伊藤 靖([email protected])

高石武久([email protected]) 村山光宏([email protected]) 坂井玲太郎 ([email protected]) 中野 彦([email protected])

雨宮和久([email protected]) 田中健太郎([email protected]) 平井 亨([email protected]) 石田 崇([email protected]) 川崎重工業，磯谷和秀([email protected])

上野陽亮([email protected]) 越智章生([email protected]) 住友精密工業，井上 健([email protected])

事業の目的

現在，国際的にも空港周辺地域の騒音低減のボトルネックになっている高揚力装置および降着装置に 対する低騒音化技術を，将来の旅客機開発ならびに装備品開発に適用可能な段階まで成熟度を高める．

これにより，国内航空産業界における国際競争力強化に貢献するとともに，空港周辺地域社会における 騒音被害，エアラインの運航コスト（着陸料）の軽減に貢献する．

事業の目標

旅客機の機体騒音の主音源である高揚力装置と降着装置それぞれに対する低騒音化技術を実機に適用 し，飛行試験により低騒音化の効果があることを実証することにより，実用化に必要な設計技術を獲得 する．

事業の中でスパコン利用が果たす役割

新型基幹ロケットは打上げ能力に応じてブースタ本数を可変とするなど，上記目標を達成するために，

迎角・マッハ数も含めた多数のケース数を解析する必要があることから，スパコンの利用が必須であっ た．

今年度の成果

JSS2上でのコードのテスト目的の為，非公開．

年間利用量

SORA-PP SORA-LM

コア割当時間[コア･h] 388744.72 654.72

事業形態 一般研究

事業の責任者・構成員

責任者：航空本部 数値解析技術研究グループ，村上桂一([email protected]) 構成員：航空本部 数値解析技術研究グループ，窪田健一([email protected])

計算力学研究センター，金田 誠([email protected])

事業の目的

宇宙ステーションからの物資回収手段として，HTV-R再突入カプセルが提案されている．本格的な開 発移行前に，小型回収カプセルによる飛行実証が計画されているので，遷音速領域における小型回収カ プセルの静特性及び動安定性の評価に資する空力データを算出することを目的とする．

事業の目標

HTV-R小型回収カプセルのリセッション形状を模擬した模型の静的及び動的空力解析を行い，その影

響を評価する．

事業の中でスパコン利用が果たす役割

HTV-R小型回収カプセルの遷音速領域における静特性及び動安定性の評価に資する空力データを算

出するには，短期間で多くのケースのパラスタを実施しなければならず，そのためにはスパコン利用が 必要不可欠である．

今年度の成果

HTV-R小型回収カプセル極超音速風洞試験供試体サイズ（直径D=20cm）のアブレータリセッション

有り・無しの形状に対し，P0=1MPaの極超風試条件で完全気体解析を実施し，影響を評価した．

66 ．小型回収カプセルアブレータのリセッション効果の調査

Investigation of ablator recession effect on aerodynamics of small reentry capsule

図1 HTV-R小型回収カプセルのリセッション有り無し形状のCp分布の比較

（マッハ数M=9.45，迎角30度）

【計算情報】

1ケースあたりの経過時間：

ケース数：

ジョブの並列プロセス数：

プロセスあたりのコア数(=スレッド数) ： プロセス並列手法：

スレッド並列手法：

利用計算システム：

25時間 6ケース 56プロセス 1コア MPI なし

JSS-M，JSS-A

成果の公表状況 その他

1) HTV-R開発室，宇宙船C等への解析結果報告

年間利用量

※ JSS-M， JSS-Aの利用

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事業形態 一般研究

事業の責任者・構成員

責任者：航空本部 空力技術研究グループ，伊藤 健([email protected]) 構成員：航空本部 空力技術研究グループ，松山新吾([email protected])

研究開発本部未踏技術研究センター，小澤宇志([email protected])

事業の目的

惑星探査カプセルが大気圏突入時に受ける空力加熱および空気力学的な力（以下，熱空力特性と呼称 する）を数値シミュレーションにより高精度に予測することを目的とする．また，熱空力特性の予測精 度を向上するための熱化学モデル・数値解析手法を開発することを目的とする．

事業の目標

惑星大気圏突入において，

・極超音速飛行時に受けるカプセル壁面熱流束および空力特性の高精度な評価

・パラシュート展開点付近の亜音速～遷音速～超音速飛行時における空力特性の高精度な評価 を可能にする．

事業の中でスパコン利用が果たす役割

揚力飛行（有迎角飛行）による大気圏突入において極超音速飛行時の空力加熱量を正確に評価するた めには，突入軌道に沿って何ケースもの三次元解析を行う必要がある．そのような多数ケースの三次元 解析を短期間で実施し，軌道やカプセル形状の変更にともなう再評価などの要請にも対応するためには スパコンが不可欠である．また本事業では，パラシュート展開点付近での超音速以下のマッハ数領域で はカプセル周りの乱流場を高精度に解くために Large Eddy Simulation（LES）を活用している．LES による三次元の非定常解析は非常に計算コストが高く，カプセル設計に必要な多ケースの解析を実施す るためにはスパコン利用が不可欠である．

今年度の成果

火星探査カプセルを想定した風洞模型について LES による乱流解析を実施し，超音速領域における カプセル空力特性を評価した．LES による解析結果を風洞試験データ（JAXA 1m×1m 超音速風洞）

と比較することで，超音速領域での空力特性を高精度（誤差 5% 以下）に再現可能であることを示した．