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地球流体渦のクラスタリングと負温度性:準地衡風点渦系の統計力学

研究課題

研究課題/領域番号 25400462
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関電気通信大学

研究代表者

宮嵜 武  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50142097)

研究分担者 高橋 直也  東京電機大学, 工学部, 教授 (40313423)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード地球流体運動 / 秩序渦構造 / 統計力学 / 準地衡風近似 / 最大エントロピー理論 / 負温度状態 / 地球流体渦 / 点渦系 / 大規模数値計算
研究成果の概要

周期境界条件下における準地衡風点渦系の統計力学を大規模数値計算と最大エントロピー理論に基づいて調べた。大規模な直接数値計算を分子動力学専用計算機で実行した。その結果、同符号渦の合体・一本化が見られ、平衡状態では2次元的な渦対構造が形成された。
この数値計算結果を解釈するために、古典統計力学(最大エントロピー理論)に基づいて平均場方程式を導出し、その2次元・3次元解を導出した。数値計算で現れた平衡状態は2次元的な渦対構造を持つsn-sn2重極解に対応することが分かった。また、他の解に比べ、sn-sn2重極解のエントロピーが最も高く、平衡状態として最も相応しい構造であることが裏付けられた。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Statistical Mechanics of Quasi-geostrophic Vortices2016

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki, Y. Shimoda, K. Saga
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Mathematical Fluid Dynamics, Present and Future

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Maximum and extremum entropy states of quasi-geostrophic point vortices2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Miyazaki, Hironori Miyamoto, Satoshi Funakoshi, Satoshi Taguchi
    • 雑誌名

      J. Physics

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 軌道の特徴量を用いたボールの空力係数の推定2014

    • 著者名/発表者名
      安田海人、坪井一洋、田中晃平、宮嵜武
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 80/ 814 ページ: 1-10

    • NAID

      130005004863

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature Cancellation Method of Motion-Capturing PSP System2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamada, T.Okabe, T.Miyazaki, H.Sakaue
    • 雑誌名

      Proc. 30th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference

      巻: 2942 ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure/Temperature Measurement of a Free-Flight Object by PSP/TSP2014

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii, Y.Yamada, T.Miyazaki, H.Sakaue
    • 雑誌名

      Proc. AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference

      巻: 2542 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 卓球ボールの空力特性2014

    • 著者名/発表者名
      田中晃平、福重貴之、宮嵜武、姫野龍太郎
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 33 ページ: 37-45

    • NAID

      110009809566

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Clustering and Entropy Growth of Quasi-geostrophic Point Vortices2016

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki, M. Ishihara, Y. Konno, N. Takahashi
    • 学会等名
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM2016)
    • 発表場所
      Palais des congres, Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Vortex dynamics of the high energy (negative temperature) state in quasi-geostrophic turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ishihara, N. Takahashi, T. Miyazaki, N. Hatakeyama, Y. Hattori
    • 学会等名
      Fifteenth International Symposium on Advanced Fluid Information
    • 発表場所
      Sendai International Center (Sendai-shi, Miyagi)
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 準地衡風渦系の統計力学 -直接数値計算と渦領域モデルの比較-2015

    • 著者名/発表者名
      石原雅也、嵯峨圭晟、今野優哉、宮嵜武
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2015
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Clustering and entropy growth of quasi-geostrophic point vortices under periodic boundary conditions2015

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki, Y. Shimoda, Y. Konno
    • 学会等名
      Japan-Russia Workshop on Supercomputer Modeling, Instability and Turbulence in Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Keldysh Institute of Applied Mathematics, Moscow
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Statistical Mechanics of Quasi-geostrophic Voryices2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Miyazaki
    • 学会等名
      CREST-SBN International Conference
    • 発表場所
      Waseda Univ., Tokyo
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vortex dynamics of the high energy (negative temperature) state in quasi-geostrophic turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      M.Ishihara, N. Takahashi, T.Miyazaki, N. Hatakeyama, Y.Hattori
    • 学会等名
      Proc. 11th International Cobference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Tohoku Univ., Sendai
    • 年月日
      2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 準地衡風渦系の統計力学2013

    • 著者名/発表者名
      嵯峨圭晟、宮本大士、宮嵜武
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2013
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Maximum entropy states of quasi-geostrophic point vortices under periodic boundary conditions2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Miyazaki, Hironori Miyamoto, Satoshi Funakoshi
    • 学会等名
      International conference "Turbulence and wave processes"
    • 発表場所
      Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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