A study of non-local structure in Nikolaevskii turbulence toward understanding transition from convection to turbulence
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20K04268
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 19010:Fluid engineering-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
鳴海 孝之 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (50599644)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 中空粒子系 / 群れ / 劣拡散現象 / GPGPU / 平均流 / 弱い乱流 / Nikolaevskii乱流 / 流体 / 時空間構造 / 非平衡統計力学 / 時空カオス / シミュレーション工学 |
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| Outline of Research at the Start |
これまでの乱流研究は発達乱流が主な対象であったが，乱流の制御という点では，乱流転移点近傍での物性解明が急がれる．本研究では，非局所構造の定量特性から普遍性に迫るという独自の問題を設定し，空間2次元系での Nikolaevskii 乱流の非局所構造を，非平衡統計力学の手法で研究する．本研究を遂行することで，非局所構造という観点から，対流から乱流への転移における普遍性の解明を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの乱流に関する研究は十分に発達した乱流が主な対象であったが，乱流の制御という点では，乱流転移点近傍での物性解明が必要となる．研究代表者は，対流構造と平均流の競合により生じる乱流の数理モデルであるNikolaevskii乱流を理論的に研究してきた．これまでに，転移点近傍で，対流の特徴的長さよ りもはるかに大きい構造を見出し，さらにこの非局所構造の特性がべき乗則で記述されることを明らかにしていた．本研究では，非局所構造の定量特性から普遍性に迫るという独自の問題を設定し，空間2次元系でのNikolaevskii乱流の非局所構造を非平衡統計力学の手法で研究することとしている．テーマは，(A) 非局所構造の詳細な物性研究，(B) 非局所構造の起源解明，(C) 実験結果との比較，そして (D) べき乗則の理論解析という四つを設定している. 令和4年度までに(A)，(B)，(D)を主に実施した．(A)については，Nikolaevskii乱流の数値計算結果を蓄積している．令和3年度に見出した劣拡散現象に関する計算結果を理解するために，非局所構造を反映した数理モデルとして中空粒子系の研究を進めてきた．(B)については，非局所構造を群れ現象とみなすことで起源解明を目指してきた．(D)については，自己組織化臨界現象との関わりについて検討したが，今のところNikolaevskii乱流のべき乗則の解明には至っておらず，引き続き研究を進める．(C)については共同研究者による実験結果とあわせて解析する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
徐々に改善されてきているとはいえ，新型コロナウィルスの影響は今なお続いており，申請書提出時の予定とは異なる状況が続いている．今年度は，一昨年度と昨年度に比べれば大きな影響を受けることなく研究を進めたが，遅れた分を取り返すほど進んだわけではないので，当初の予定よりはやや遅れている状態と判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウィルスの影響についてはまだ予断を許さないものの，出張機会等も回復傾向にあるため，積極的に発表議論の機会を増やしていく．こういった活動 を通じて共同研究者との研究議論を一層進め，研究を前進させていく．特に，令和５年度は夏に関連分野の複数の国際会議が国内で開催されるので，その場を活用する．シミュレーションコードについての準備は整っている段階であり，今後の進捗については 大方の目処がついている状態にはなったので，多くのデータを収集・解析することで研究成果のまとめへと進めていきたい.
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
