2014 Fiscal Year Research-status Report
大規模並列計算による弾性乱流の統計性及び物質混合特性の解明
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26420106
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡邊 威 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30345946)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 弾性乱流 / 大規模並列計算 / 物質混合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は,高分子溶液の遅い流れで発生する弾性乱流の素過程及びその物質混合特性を,流体力学の基礎式と高分子鎖の離散モデルの集団を連結した大規模並列計算により調べることを目的とする．特に乱流特性が高分子鎖の性質にどう依存し,それがマクロな流動特性と物質混合特性にどのような影響を及ぼすのかを明らかにする．
初年度は，弾性乱流を解析するための並列化コードの作成とチューニング，及び基礎データの収集に焦点をあてて研究を進めてきた．具体的には,テイラー・グリーン渦と呼ばれる渦流れに比例した外力により駆動される3次元定常流れにおいて,高分子を多数分散させた際に流れ場がどのような非定常運動を示すのか,について調べた．並列計算のためのコードは,MPI及びOpen MPを用いて実装し，計算コストの削減とコードの読みやすさのバランスに配慮して作成した．結果,高分子鎖の緩和時間を大きくするにつれて,規則的な渦構造が崩壊し流れ場は不規則な非定常運動を示すようになることを見出した．この時の高分子鎖が強く伸長する領域はシート状の構造を示し，それは比較的安定に存在することが分かった．さらにいくつかの観測点における速度成分の時間変動について,そのパワースペクトルの振るまいを調べた．その結果，パワースペクトルは低振動数側で特徴的なべき減衰を示すことがわかった．
本年度得られた成果のいくつかは，学会や研究会等で発表を行った．また現在主な成果について雑誌論文に投稿するための準備を行っている．
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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
コードの作成および基礎データの収集はおおむね完了し，次年度に向けた本格的な研究の準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
弾性乱流の発生する臨界的なパラメータの推定を行い，臨界点近傍での振舞を詳細に調べることがあげられる.さらに弾性乱流による物質混合の解析に取り掛かること，実験研究との対応を念頭においた流れ場の計算条件の設定があげられる．
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| Causes of Carryover |
スーパーコンピュータの使用に関して、名大HPCなどの公募で獲得した計算機資源（計算時間）を使わせていただくことで、スパコンの利用にかかる経費を削減することができたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は本格的な計算を実施する予定であり、計算機の利用については当初の見込みより多くかかる可能性が高い。よって計算機の使用量の増加に繰り越し分を割り当てる予定である。また印刷機器の劣化が著しいので、新しい機器の購入に充てる予定である。
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Research Products
(8 results)
