Response of transfer and dissipative structure of turbulence to the microscale disturbances

• Project/Area Number: 19560168
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Fluid engineering
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: GOTOH Toshiyuki Nagoya Institute of Technology, 大学院・工学研究科, 教授 (70162154)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): RUBINSTEIN Robert NASA Langley Research Center, Dr.
• 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: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2007: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 乱流 / 直接数値計算 / マイクロスケール / 散逸構造 / 乱流輸送 / 大規模直接数値計算 / マイクロバブル / 渦粘性 / くりこみ / エネルギー散逸 / 特異性 / スカラー乱流 / 散逸領域 / 慣性領域 / ランジュバン方程式 / 乱流統計論理

Research Abstract

乱流における最小の渦よりも小さいマイクロバブルなどの微小な添加物や、計算格子以下のスケールの乱流運動による影響をマイクロスケールでの外乱とみなして、それらによる乱流への影響を大規模直接数値計算を駆使して調べた。渦周辺に置かれたマイクロバブルは渦中心に移動し、かつエネルギー散逸を増大させること、計算格子以下の運動は渦粘性と非正規分布に従うランダム力としてあらわされることがわかった。

Research Products

• [Journal Article] Scalar flux intermittency under the mean scalar gradient (2009)
  • Author(s): T. Gotoh and T. Watanabe
  • Journal Title: 研究集会報告「乱流現象及び多自由度系の動力学構造と統計法則」(九州大学応用力学研究所) 20ME-S6 Pages: 92-102
• [Journal Article] Scalar flux intermittency under the mean scalar gradient (2009)
  • Author(s): T. Gotoh, T. Watanabe
  • Journal Title: 九州大学応用力学研究所 研究集会報告「乱流現象及び多自由度系の動力学構造と統計法則」 20ME-S6 Pages: 92-102
• [Journal Article] Energy dissipation and pressure in 4d turbulence (2008)
  • Author(s): T. Gotoh, T. Nakano, Y. Shiga, and E. Suzuki
  • Journal Title: Proceedings of the IUTAM Symposium on Computational Physics and New Perspectives in Turbulence Pages: 27-34
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 格子ボルツマン法による一様等方乱流の数値計算 (2008)
  • Author(s): 米本隆, 後藤俊幸, 渡邊威
  • Journal Title: 研究集会報告「乱流現象及び多自由度系の動力学構造と統計法則」(九州大学応用力学研究所) 19ME-S7 Pages: 29-36
• [Journal Article] Energy dissipation and pressure in 4d turbulence (2008)
  • Author(s): T. Gotoh, T. Nakano, Y. Shiga, E. Suzuki
  • Journal Title: Proceedings of the IUTAM Sympos ium on Computational Physics and New Perspectives in Turbulence 19 Pages: 27-34
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 格子ボルツマン法による一様等方乱流の数値計算 (2008)
  • Author(s): 米本隆, 後藤俊幸, 渡邊威
  • Journal Title: 九州大学応用力学研究所研究集会報告「乱流現象及び多自由度系の動力学構造と統計法則」 19ME-S7 Pages: 29-36
• [Journal Article] Scalar flux spectrum in passive scalar convected by homogeneous turbulence under a uniform mean scalar gradient (2007)
  • Author(s): T. Watanabe and T. Gotoh
  • Journal Title: Phys. Fluids 19, 121701 Pages: 1-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Computational Physics of Turbulence (2007)
  • Author(s): T. Gotoh
  • Journal Title: Proceedings of APCOM, Kyoto MS9-1-1-12
• [Journal Article] Scalar flux spectrum in passive scalar convected by homogeneous turbulence under a uniform mean scalar gradient (2007)
  • Author(s): T.Watanabeand T. Gotoh
  • Journal Title: Phys.Fluids, 19 Pages: 1217011-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Computational Physics of Turbulence (2007)
  • Author(s): T.Gotoh
  • Journal Title: Proceedings of APCOM, Kyoto
• [Presentation] 乱流のDNSにおける切断波数の影響とランジュバンモデリング (2009)
  • Author(s): 後藤俊幸, 渡邊威, Rubinstein
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] 一様乱流中の高分子鎖の振る舞いとその統計性 (2009)
  • Author(s): 渡邊威, 後藤俊幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 立教大学
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] Mixed velocity-scalar statistics in passive scalar turbulence with uniform a mean gradient (2008)
  • Author(s): T. Watanabe, T. Gotoh
  • Organizer: IUTAM meeting on Rotating Stratified Turbulence and Turbulence in the Atmosphere and Oceans
  • Place of Presentation: Isaac Newton Insti tute, Cambridge
  • Year and Date: 2008-12-08
• [Presentation] 平均一様スカラー勾配のもとでの乱流スカラー場の統計 (2008)
  • Author(s): 後藤俊幸, 渡邊威
  • Organizer: 研究集会 : 「乱流現象及び多自由度系の動力学、構造と統計法則」
  • Place of Presentation: 九州大学応用力学研究所
  • Year and Date: 2008-11-14
• [Presentation] 多重格子を用いたKelvin-Helmholtz不安定性の直接数値計算 (2008)
  • Author(s): 校條祐輔, 井上洋平, 後藤俊幸
  • Organizer: 第6回日本流体力学会中部支部講演会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] 多重格子を用いたKelVin-Helmholtz 不安定性の直接数値計算 (2008)
  • Author(s): 校條祐輔, 井上洋平, 後藤俊幸
  • Organizer: 第6回日本流体力学会中部支部講演会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] Intermi ttency and seal ing of passive scalar convected by isotropic steady turbulence under the uniform mean scalar gradient (2008)
  • Author(s): T. Gotoh
  • Organizer: Workshop on Inert ial range dynamicsand mixing
  • Place of Presentation: Isaac Newton Institute, Cambridge
  • Year and Date: 2008-10-02
• [Presentation] 格子ボルツマン法による一様等方性減衰乱流の直接数値計算 (2008)
  • Author(s): 米本隆, 渡邊威, 後藤俊幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] せん断流れ場中の2相系の時間発展 (2008)
  • Author(s): 野々垣昭則, 井上洋平, 後藤俊幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] 乱流中の単一高分子鎖の挙動の数値シミュレーション (2008)
  • Author(s): 渡邊威, 後藤俊幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] Mixed velocity-scalar statistics in passive scalar turbulence with uniform a mean gradient (2008)
  • Author(s): T. Watanabe and T. Gotoh
  • Organizer: IUTAM meeting on Rotating Stratified Turbulence and Turbulence in the Atmosphere and Oceans
  • Place of Presentation: Isaac Newton Institute, Cambridge, Dec(8-12)
  • Year and Date: 2008-08-12
• [Presentation] オイラー方程式の数値解の次元依存性 (2008)
  • Author(s): 中野徹, 宮崎巧也, 後藤俊幸
  • Organizer: オイラー方程式の数理,渦運動150年
  • Place of Presentation: 京大数理解析研究所研究集会
  • Year and Date: 2008-07-18
• [Presentation] Intermittency, accuracy, and modeling of homogeneous and passive scalar turbulence (2008)
  • Author(s): T. Gotoh
  • Organizer: NASA Research Seminar
  • Place of Presentation: NASA Langley Research Center
  • Year and Date: 2008-06-02
• [Presentation] Energy dissipation and collisions of singular structures in classical and Quantum turbulence (2008)
  • Author(s): Y. Shiga, T. Miyazaki, W. Kubo, T. Nakano, T. Gotoh
  • Organizer: Symposium on Fluid Science and Turbulence
  • Place of Presentation: Johns Hopkins Univ
  • Year and Date: 2008-05-31
• [Presentation] 古典乱流と量子乱流 (2008)
  • Author(s): 久保渉, 中野徹, 後藤俊幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] 一様平均スカラー勾配下の乱流輸送におけるスカラーフラックスの統計 (2008)
  • Author(s): 渡邊 威 後藤 俊幸
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-24
• [Presentation] Intermittency and scaling of passive scalar convected by isotropic steady turbulence under the uniform mean scalar gradient (2008)
  • Author(s): T. Gotoh
  • Organizer: Workhsop on Inertial range dynamics and mixing
  • Place of Presentation: Isaac Newton Institute, Cambridge
• [Presentation] Intermittency, accuracy, and modeling of homogeneous and passive scalar turbulence (2008)
  • Author(s): T. Gotoh
  • Organizer: NASA Langley Research Center
  • Place of Presentation: CNLS, Los Alamos National Lab
• [Presentation] Energy dissipation and collisions of singular structures in classical and quantum turbulence (2008)
  • Author(s): Y. Shiga, T. Miyazaki, W, Kubo, T.Nakano, and T. Gotoh
  • Organizer: Symposium on Fluid Science and Turbulence
  • Place of Presentation: Johns Hopkins Univ
• [Presentation] Computational Physics of Turbulence (2007)
  • Author(s): T.Gotoh
  • Organizer: APCOM'07 in conjunction with EPMESC XI
  • Place of Presentation: 京都国際会館
  • Year and Date: 2007-12-03
• [Presentation] 格子ボルツマン法による一様等方乱流の数値計算 (2007)
  • Author(s): 米本隆, 後藤俊幸, 渡邊威
  • Organizer: 研究集会乱流現象及び多自由度系の動力学, 構造と統計法則
  • Place of Presentation: 九州大学応用力学研究所
  • Year and Date: 2007-11-23
• [Presentation] 古典乱流と量子乱流 (2007)
  • Author(s): 宮崎 功也, 久保 渉, 中野 徹, 後藤 俊幸
  • Organizer: 九州大学応用力学研究所 研究集会「乱流現象及び多自由度系の動力学構造と統計法則」
  • Place of Presentation: 九州大学応用力学研究所
  • Year and Date: 2007-11-23
• [Presentation] 格子ボルツマン法による一様等方乱流の数値計算 (2007)
  • Author(s): 米本 隆 後藤 俊幸 渡邊 威
  • Organizer: 九州大学応用力学研究所研究集会「乱流現象及び多自由度系の動力学構造と統計法則」
  • Place of Presentation: 九州大学応用力学研究所
  • Year and Date: 2007-11-23
• [Presentation] 格子ボルツマン法による一様等方乱流の数値計算 (2007)
  • Author(s): 渡邊 威, 後藤 俊幸
  • Organizer: 日本流体力学会中部支部講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] パッシブスカラー乱流におけるスカラーフラックススペクトルの振る舞い (2007)
  • Author(s): 渡邊威, 後藤俊幸
  • Organizer: 日本流体力学会
  • Place of Presentation: 東大駒場
  • Year and Date: 2007-08-08
• [Presentation] パッシブスカラー乱流におけるスカラーフラックススペクトルの振る舞い (2007)
  • Author(s): 渡邊 威, 後藤 俊幸
  • Organizer: 日本流体力学会年会
  • Place of Presentation: 東京大学駒場
  • Year and Date: 2007-08-08
• [Presentation] Computational Physics of Turbulence (2007)
  • Author(s): T. Gotoh
  • Organizer: APCOM
  • Place of Presentation: Kyoto