Studies on mathematical aspects of fluid mixing

• Project/Area Number: 19560068
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Engineering fundamentals
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: FUNAKOSHI Mitsuaki Kyoto University, 大学院・情報学研究科, 教授 (40108767)
• Research Collaborator: JANG Bongkyun 京都大学, 大学院・情報学研究科, 学生
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2008: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2007: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: カオス / 流体混合 / 数理工学 / マイクロマシン

Research Abstract

捩れを伴う曲った円管内を軸方向の圧力差によって流れる流体の混合問題をカオスや力学系の理論を用いて調べ、どのような円管の曲がり方や捩れ方、軸方向平均速度に対して混合効率が良いかを調べた.その結果、円管の各点での曲がり方と捩れ方を表す量と軸方向平均速度に基づくレイノルズ数から作られるあるパラメータが適当な範囲で変動する場合に混合効率が高いことがわかった.また、カオスを用いた流体混合の意義とメカニズムに関して包括的な検討を行った.

Research Products

• [Journal Article] 流体のカオス運動による混合 (2009)
  • Author(s): 船越満明
  • Journal Title: 日本機械学会誌 112 Pages: 137-140
  • NAID: 110007081498
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 曲率と捩率が周期的に変化する円管内の流れによるカオス混合 (2008)
  • Author(s): 船越満明, 蒋捧鈞
  • Journal Title: 日本流体力学会誌 第27巻別冊 Pages: 204-204
  • NAID: 130004604198
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 周期的に変化する曲率と捩率を持つ円管におけるカオス混合 (2008)
  • Author(s): 船越満明, 蒋捧鈞
  • Journal Title: 京都大学数理解析研究所講究録「乱流研究の展望 : ブレークスルーを求めて」 No.1601 Pages: 28-29
• [Journal Article] 曲率と捩率が周期的に変化する円管内の流れによるカオス混合 (2008)
  • Author(s): 船越満明, 蒋捧鈞
  • Journal Title: 日本流体力学会誌 27別冊 Pages: 204-204
  • NAID: 130004604198
• [Journal Article] Chaotic mixing and mixing efficiency in a short time (2008)
  • Author(s): Mitsuaki Funakoshi
  • Journal Title: Fluid Dynamics Research Vol.40 Pages: 1-33
  • NAID: 10021167696
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Chaotic mixing in a curved pipe with periodic variations in curvature and torsion (2008)
  • Author(s): M. Funakoshi and B. Jang
  • Organizer: 61st Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics of the American Physical Society
  • Place of Presentation: サンアントニオ(アメリカ)
  • Year and Date: 2008-11-24
• [Presentation] 曲率と捩率が周期的に変化する円管内の流れによるカオス混合 (2008)
  • Author(s): 船越満明, 蒋捧鈞
  • Organizer: 日本流体力学会年会2008
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-09-06
• [Presentation] Chaotic mixing in a helix-like pipe with periodic variations in curvature and torsion (2008)
  • Author(s): M. Funakoshi and B. Jang
  • Organizer: 22nd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
  • Place of Presentation: アデレード(オーストラリア)
  • Year and Date: 2008-08-25
• [Presentation] Chaotic mixing in a helix-like pipe with periodic variations in curvature and torsion (2008)
  • Author(s): M. Funakoshi, B. Jang
  • Organizer: 22nd International Congress of Theoritical and Applied Mechanics
  • Place of Presentation: Adelaide, Australia
  • Year and Date: 2008-08-25
• [Presentation] 周期的に変化する曲率と捩率を持つ円管におけるカオス混合 (2008)
  • Author(s): 船越満明, 蒋捧鈞
  • Organizer: 日本物理学会第63回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-03-23
• [Presentation] カオスを用いた流体混合 (2008)
  • Author(s): 船越満明
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第83期定時総会講演会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2008-03-15
• [Presentation] 周期的に変化する曲率と捩率を持つ円管におけるカオス混合 (2008)
  • Author(s): 蒋捧鈞, 船越満明
  • Organizer: 京都大学数理解析研究所 研究集会「乱流研究の展望 : ブレークスルーを求めて」
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2008-01-16
• [Presentation] カオス混合の研究の最近の発展 (2007)
  • Author(s): 船越満明
  • Organizer: 研究集会「ソリトンの数理とその応用 : 非線形波動から可積分系へ」
  • Place of Presentation: 山口
  • Year and Date: 2007-12-22
• [Presentation] Chaotic mixing in a helix-like pipe with a periodic modulation in curvature and torsion (2007)
  • Author(s): B. Jang and M. Funakoshi
  • Organizer: 60th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics of the American Physical Society
  • Place of Presentation: ソルトレークシティ(アメリカ)
  • Year and Date: 2007-11-18
• [Presentation] Chaotic mixing in a helix-like pipe with a periodic modulation in curvature and torsion (2007)
  • Author(s): B. Jang and M. Funakoshi
  • Organizer: 60th Meeting of Div. of Fluid Dynamics, American Physical Society
  • Place of Presentation: Salt Lake City, USA
  • Year and Date: 2007-11-18
• [Book] カオス(シリーズ非線形科学入門3) (2008)
  • Author(s): 船越満明
  • Total Pages: 226
  • Publisher: 朝倉書店