Control of turbulence by additives: principles in terms of the hierarchy of coherent structures

• Project/Area Number: 20H02068
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 後藤 晋 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40321616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大槻 道夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (30456751) ; 犬伏 正信 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (20821698)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2021: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: 乱流 / 制御 / 秩序構造 / 添加物

Outline of Research at the Start

添加物（剛体あるいは弾性体粒子、高分子、界面活性剤等）による乱流の促進や抑制の仕組みを統一的に解明することを目的とする。着眼点は、乱流中に普遍的に存在する秩序構造の階層である。つまり、秩序構造を制御すれば乱流を制御できると考え、これを立証するための混相乱流の数値シミュレーションと室内実験を複数の異なる境界条件下で実行するとともに、粗視化分子動力学法により分子の添加が乱流の秩序構造に影響を与える仕組みも明らかにする。研究の最終目標は、添加物による乱流制御の明確な指針を示すとともに、得られた知見を基に添加物を含む乱流の連続体シミュレーションを可能とする理論体系を構築することである。