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Mathematical Analysis of indices of mixing efficiency of fluids based on the characteristics of velocity fields

Research Project

Project/Area Number 25390154
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Computational science
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Funakoshi Mitsuaki  京都大学, 情報学研究科, 教授 (40108767)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsカオス / 流体混合 / 速度場の対称性 / 熱対流 / 水面波 / 速度場 / 数理流体力学 / 臨界レイリー数 / カオス混合 / カオス運動 / 渦構造 / 混合効率
Outline of Final Research Achievements

Three-dimensional steady velocity field of thermal convection of a fluid in a rectangular container due to the increase in the vertical gradient of external temperature and the motion of fluid particles under this velocity are examined for non-inclined and inclined containers. The relation between the inclination of the container and the symmetry of velocity fields or the characteristics of the motion of fluid particles is examined with a numerical method of high accuracy. We obtain a close relation between the existence of chaotic motion and the symmetries of velocity fields. Therefore, the symmetry of velocity fields is one of the important indices of efficiency of fluid mixing.
Fluid motions associated with water waves excited by the resonant motions of a rectangular container are examined. We obtain the conditions for the container's motion under which the three-dimensional velocity fields caused by the motion are time-periodic, quasi-periodic or chaotic.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 容器の水平・鉛直方向への共鳴的加振による水面波2016

    • Author(s)
      山崎 徳幸,船越 満明
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 1989

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Surface waves in a square container due to its resonant horizontal elliptic motion2015

    • Author(s)
      A.Hiramitsu and M.Funakoshi
    • Journal Title

      Fluid Dynamics Research

      Volume: 47 Issue: 4 Pages: 045504-045504

    • DOI

      10.1088/0169-5983/47/4/045504

    • NAID

      120005670914

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Onset of thermal convection and its flow patterns in a rectangular cavity2015

    • Author(s)
      Y. Fukazawa and M. Funakoshi
    • Journal Title

      Fluid Dynamics Research

      Volume: 47 Issue: 6 Pages: 065505-065505

    • DOI

      10.1088/0169-5983/47/6/065505

    • NAID

      120005712950

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 水平方向に往復または楕円運動する直方体容器中の水面波2015

    • Author(s)
      平光亜衣,船越満明
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録

      Volume: 1946

    • NAID

      130005478007

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 直方体容器で発生する熱対流に伴う速度場のアスペクト比依存性2014

    • Author(s)
      船越満明,深澤義成
    • Journal Title

      日本学術会議第63回理論応用力学講演会講演論文集

      Volume: なし

    • NAID

      130005477922

    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Journal Article] 水平方向に往復または楕円運動する直方体容器中の水面波2014

    • Author(s)
      平光亜衣,船越満明
    • Journal Title

      日本学術会議第63回理論応用力学講演会講演論文集

      Volume: なし

    • NAID

      130005478007

    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Journal Article] 水平方向に往復または楕円運動する直方体容器中の水面波2014

    • Author(s)
      平光亜衣,船越満明
    • Journal Title

      日本流体力学会年会2014講演予稿集

      Volume: なし

    • NAID

      130005478007

    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Journal Article] 直方体容器で発生する熱対流に伴う速度場のアスペクト比依存性2014

    • Author(s)
      船越満明,深澤義成
    • Journal Title

      日本流体力学会年会2014講演予稿集

      Volume: なし

    • NAID

      130005477922

    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Journal Article] 直方体容器で発生する熱対流の速度場のアスペクト比依存性2014

    • Author(s)
      船越満明、深澤義成
    • Journal Title

      日本物理学会講演概要集 第2分冊

      Volume: 第69巻第1号 Pages: 317-317

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Journal Article] 直方体容器内で発生する熱対流速度場のアスペクト比依存性2013

    • Author(s)
      船越満明
    • Journal Title

      日本流体力学会年会2013講演論文集

      Volume: なし

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      2013 Research-status Report
  • [Journal Article] 直方体容器内で発生する3次元熱対流の速度場の特徴2013

    • Author(s)
      船越満明
    • Journal Title

      日本物理学会講演概要集 第2分冊

      Volume: 第68巻第2号 Pages: 247-247

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 直方体容器での熱対流の発生2016

    • Author(s)
      船越満明
    • Organizer
      計算数理工学フォーラム
    • Place of Presentation
      京都大学 吉田キャンパス(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-03-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Surface waves in a square container due to its resonant horizontal elliptic motion2016

    • Author(s)
      M. Funakoshi and A. Hiramitsu
    • Organizer
      3rd International Conference on Violent Flows
    • Place of Presentation
      I-site Namba, Osaka, JAPAN(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-03-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Surface waves in a square container due to its resonant horizontal elliptic motion2015

    • Author(s)
      M. Funakoshi and A. Hiramitsu
    • Organizer
      68th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2015-11-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 容器の水平鉛直方向への共鳴的加振による水面波2015

    • Author(s)
      山崎徳幸,船越満明
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所 研究集会「非線形波動現象の数理に関する最近の進展」
    • Place of Presentation
      京都大学 吉田キャンパス(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-10-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 直方体容器の共鳴的水平運動によって励起される水面波の挙動2015

    • Author(s)
      平光亜衣,船越満明
    • Organizer
      日本流体力学会年会2015
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2015-09-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水平方向に往復または楕円運動する容器中の水面波の非線形挙動2015

    • Author(s)
      船越満明,平光亜衣
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学 千里山キャンバス(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水平方向に往復または楕円運動する直方体容器中の水面波2014

    • Author(s)
      平光亜衣,船越満明
    • Organizer
      日本学術会議第63回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 直方体容器で発生する熱対流に伴う速度場のアスペクト比依存性2014

    • Author(s)
      船越満明,深澤義成
    • Organizer
      日本学術会議第63回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-26
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 水平方向に往復または楕円運動する直方体容器中の水面波2014

    • Author(s)
      平光亜衣,船越満明
    • Organizer
      日本流体力学会年会2014
    • Place of Presentation
      東北大学 川内北キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 直方体容器で発生する熱対流に伴う速度場のアスペクト比依存性2014

    • Author(s)
      船越満明,深澤義成
    • Organizer
      日本流体力学会年会2014
    • Place of Presentation
      東北大学 川内北キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-16
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 直方体容器内で発生する熱対流速度場のアスペクト比依存性

    • Author(s)
      船越満明
    • Organizer
      日本流体力学会年会2013
    • Place of Presentation
      東京農工大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 直方体容器内で発生する3次元熱対流の速度場の特徴

    • Author(s)
      船越満明
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 直方体容器で発生する熱対流の速度場のアスペクト比依存性

    • Author(s)
      船越満明、深澤義成
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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