2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on statistics and mixing in elastic turbulence using large-scale parallel computation
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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 – 2018-03-31
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| Keywords | 大規模計算 / 弾性乱流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、希薄高分子溶液の遅い流れにおいて発生する弾性乱流の基本性質を解明し、弾性乱流による物質混合特性を明らかにすることにある。これまでの研究では、鎖状高分子を離散粒子モデルで扱い、これを大多数溶媒中に分散した系に関するオイラー・ラグランジュ計算を実施して、弾性乱流の詳細について研究を進めてきた。最終年度では、昨年度に引き続き高分子鎖を構成する粒子群から流れ場へ作用する力の評価方法についての検討を進めた。粒子群から高分子によるストレス場を構成する際に用いるデルタ関数について、その平滑化の条件をいくつかテストし、ガウス関数を用いたデルタ関数の平滑化手法の有効性を確認した。またこれは計算コストがかかるため、ガウス関数を近似的に表現して高速な計算が実施可能な方法について新たに提案した。この手法を用いて、ランダム外力を付加したストークス近似方程式によって支配される速度場と高分子鎖集団の相互作用に関する数値計算を行い、理想的な条件下で発生する弾性乱流の性質について調査した。ワイセンベルグ数の増加に伴い、流れ場は特徴的な乱流状態に遷移することが確認された。またこの弾性乱流はエネルギースペクトルや速度の時間変動のパワースペクトルに特徴的な冪的減衰を示すことが明らかになった。得られた結果の一部は国内の学会や研究会において発表された。また平滑化の影響に関しては国際会議論文としてまとめられ、現在出版予定にある。
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Research Products
(6 results)
