2021 Fiscal Year Research-status Report
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17K05371
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
松岡 千博 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10270266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西原 功修 大阪大学, レーザー科学研究所, 名誉教授 (40107131)
平出 耕一 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 准教授 (50181136)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 渦層 / 非線形 / 界面間相互作用 / 多層界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
この年度では、流体、プラズマ中に生じる密度成層を伴った多層界面（複数の界面が系内に存在）の非線形運動を、渦層モデル(Vortex Sheet Model, VSMと呼ばれる数理モデル)を用いて理論的、数値的に詳しく調べ、３流体２界面といった、界面－界面相互作用（複数界面の運動）の数理モデルの作成および、構成したモデル方程式の数値計算を行った。例として、多層界面におけるケルビンヘルムホルツ不安定性を理論的に調べた。その結果、ある初期値の下では、バリコースモードと呼ばれる、位相が反転した奇妙な形の界面形状が現れること、また、バリコースモードが出現すると、界面近傍に局所的に非常に大きな速度シアーが現れ、２つの界面間距離が最も小さくなるところで、ジェットのように流体が高速で噴き出すことが数値計算で観測された。また、単一界面に比べて多層界面はかなり大きな渦度を有していることも確認できた。これらの結果は流体力学の専門誌（下記）に掲載された。この他、国際会議の招待講演（２件）でも成果を発表した。
C. Matsuoka, Motion of unstable two interfaces in a three-layer fluid with a non-zero uniform current, Fluid Dynamical Research Vol. 53 (2021) 055502.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究目標はおおむね達成できている。2021年度は査読付き学術論文の他、２件の国際会議（下記）で成果を発表することができた。どちらも招待講演である。また、本研究を発展させた研究として、大型科研費、学術変革領域(A)に分担者の一人として応募している。この研究は本研究同様、渦と磁場を中心としたテーマをもち、現在、ヒアリングの準備中である。
1. C. Matsuoka, Nonlinear interaction of two interfaces in the multi-component Richtmyer-Meshkov instability, 5th Asia Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2021: e-conference) 26. September - 1. October, 2021 (Invited).
2. C. Matsuoka and K. Hiraide, Exact solutions in non-integrable systems, OCAMI Joint Usage/Research Helicity and space-time symmetry - a new perspective of classical and quantum systems Co-organized by NITEP: Nambu Yoichiro Institute of Theoretical and Experimental Physics, Osaka City University, 5 - 8. October, 2021 (Invited).
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、３次元流体への拡張を考えている。特に、ベルトラミ流と呼ばれる、らせん構造をもった界面について、磁場を入れた場合(MHD flow)に、磁場の強さがどうなるか、また界面の非線形発展がどのようになるかを計算したいと考えている。ベルトラミ流では、非常に強い磁場が生成されるという予測がなされており、それがどこまで正しいかを今後の研究で検証していきたい。
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| Causes of Carryover |
COVID-19による緊急事態宣言の発令で参加を予定していた国際会議がすべて遠隔となり、海外旅費の使用額がゼロになり、さらに、国内の学会、研究集会もすべてオンラインとなり、国内旅費の使用額もゼロだったため、これらを物品等の購入に振り向ける必要が生じた。そのため、次年度使用額が発生した。次年度では旅費計上分を物品費等に変えて使用予定である。
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