BCMを用いた船体流場の大規模CFD解析能に関する研究委員会

1. 何をどこまで明らかにしようとするのか（目的と到達目標）

   本研究委員会では、大規模計算機と直交格子法CFDを用いた船舶推進性能予測の可能性について検討する。具体的には、直交格子法を用いた大規模CFDにおける摩擦抵抗、形状抵抗の予測精度と計算規模との関係を調査し、同手法の推進性能予測に対する将来的な適用可能性について検討する。また、計算規模と予測精度の関係性に加え、将来の計算機資源における実行効率、解析データの作成と結果のデータ処理における工数などの観点からも議論し、次世代ないしは次々世代におけるマリンCFDの在り方について検討する。

2. 研究の特色、独創的な点及び意義

   本研究では、近年航空分野を中心に注目が集まっている直交格子法に基づくBCM（Building Cube Method）を用いた大規模CFD解析を船体流れに適用し、将来における実用可能性を検討する点に特色がある。BCM法をはじめとする直交格子法CFDはデータならびに演算の構造の単純さから今後期待される計算の超大規模化に適した手法と考えられており、格子生成過程の人的工数の少なさなどの特徴も含めて、近い将来の計算機における実用CFDのための手法として期待されている。その一方で、解析格子形状の制約から、船舶のような流線形物体における表面摩擦や形状抵抗の予測においては、同手法は極めて高い空間解像度、すなわち非常に大規模な計算が要求されるものと考えられ、この点における特性を調査することで、将来のマリンCFDにおける同手法の実用可能性を明らかにする。

3. 国内外の関連する研究の中での当該研究の位置づけ

   近年の計算機能力の向上は、船舶性能予測におけるCFDの精度向上や詳細現象把握による有用性を一層高めるものとして期待されている。その一方で、複雑化した計算機機構と大規模化したデータの効率的な取り扱いは、今後一層重要性を増すと考えられる。国内では、最近、スーパーコンピュータ「京」を用いた超大規模解析により、すべての主要乱流スケールを解像した模型船のCFD解析が実現され、船舶推進性能予測における超大規模CFDの有効性が示された。海外でも、大規模計算により実現される複雑な問題の高精度なCFD解析の重要性は認識されており、船舶CFD技術の開発においても、次世代計算機の特性を踏まえた大規模計算能力が重要課題として挙げられているのが現状である。このような背景から、本研究では、今後の大規模CFDにおける実用手法として期待される直交格子法に注目し、次世代のマリンCFDの在り方の一つとして同手法の実用可能性を検討する。

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