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高レイノルズ数乱流中の微粒子の著しい集中促進メカニズム解明のための計算科学

研究課題

研究課題/領域番号 15H03603
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関岡山大学 (2017)
名古屋大学 (2015-2016)

研究代表者

石原 卓  岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (10262495)

連携研究者 森下 浩二  神戸大学, 計算科学教育センター, 特命助教 (50634648)
岡本 直也  名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教 (80547414)
金田 行雄  愛知工業大学, 基礎教育センター, 教授 (10107691)
芳松 克則  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (70377802)
石井 克哉  名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (60134441)
研究協力者 ハント ジュリアン  ユニバーシティ カレッジ ロンドン, 教授
江野畑 圭  名古屋大学, 大学院工学研究科
小林 直樹  名古屋大学, 大学院工学研究科
濱端 航平  名古屋大学, 大学院工学研究科
櫻井 幹記  名古屋大学, 大学院工学研究科
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード高レイノルズ数乱流 / 慣性粒子 / 直接数値シミュレーション / 乱流 / 高レイノルズ数 / 直接数値計算 / 微惑星形成過程 / 計算物理 / シミュレーション工学 / 可視化 / 宇宙物理 / 惑星起源・進化 / 粒子追跡 / 原始惑星系円盤 / 気象学 / 原始惑星系円盤乱流 / 圧縮性乱流 / 電磁流体乱流
研究成果の概要

乱流中の微粒子の運動を解析するための高精度かつ効率的な並列プログラムを開発し、大規模な数値シミュレーションを実現することで、高レイノルズ数乱流に特有の渦構造(渦クラスタ)と慣性粒子の運動の関係を調べた。その結果、慣性の大きい粒子は渦クラスタの外部の際に集中する傾向があることを明らかにした。また、慣性の大きい粒子の振る舞いのレイノルズ数依存性を明らかにし、原始惑星系円盤中の微惑星形成過程における乱流の役割について信頼性の高い結果を与えた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 13件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] デルフト工科大学(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドン(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] リスボン大学(ポルトガル)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドン(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS - IMFT(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] マドリード工科大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Dust Coagulation Regulated by Turbulent Clustering in Protoplanetary Disks2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Naoki Kobayashi, Kei Enohata, Masayuki Umemura, Kenji Shiraishi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 854 号: 2 ページ: 81-81

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaa976

    • NAID

      120007133823

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The scaling of straining motions in homogeneous isotropic turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      GE Elsinga, T Ishihara, MV Goudar, CB da Silva, JCR Hunt
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 829 ページ: 31-64

    • DOI

      10.1017/jfm.2017.538

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy spectrum in high-resolution direct numerical simulations of turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Koji Morishita, Mitsuo Yokokawa, Atsuya Uno and Yukio Kaneda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Fluids

      巻: 1 号: 8 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.1.082403

    • NAID

      120005981191

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new statistical tool to study the geometry of intense vorticity clusters in turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      Alberto Vela-Martin, Takashi Ishihara
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 708 ページ: 012004-012004

    • DOI

      10.1088/1742-6596/708/1/012004

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Turbulence Near Interfaces - Modelling and Simulations2016

    • 著者名/発表者名
      Julian C.R. Hunt, Takashi Ishihara, Damien Szubert, Ioannis Asproulias, Yannick Hoarau and Marianna Braza
    • 雑誌名

      Advances in Fluid-Structure Interaction

      巻: 133 ページ: 283-292

    • DOI

      10.1007/978-3-319-27386-0_17

    • ISBN
      9783319273846, 9783319273860
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 高レイノルズ数乱流中の渦の組織構造とその時間発展2016

    • 著者名/発表者名
      石原卓,宇野篤也,森下浩二,横川三津夫,金田行雄
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 35 ページ: 109-113

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Accurate Parallel Algorithm for Tracking Inertial Particles in Large-Scale Direct Numerical Simulations of Turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ishihara, K. Enohata, K. Morishita, M. Yokokawa, and K. Ishii
    • 雑誌名

      Parallel Computing Technologies, LNCS 9251

      巻: 9251 ページ: 522-527

    • DOI

      10.1007/978-3-319-21909-7_51

    • ISBN
      9783319219080, 9783319219097
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Motion of inertial particles in high-Reynolds-number turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Naoki Kobayashi, Kei Enohata, Masayuki Umemura, Kenji Shiraishi
    • 学会等名
      NITech Lectures on Turbulence and Cloud
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vortex clusters and their time evolution in high-Reynolds-number turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Atsuya Uno, Koji Morishita, Mitsuo Yokokawa, Yukio Kaneda
    • 学会等名
      Fundamental Aspects of Geophysical Turbulence III
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 微惑星形成過程解明のための乱流中ダストの衝突付着成長シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      石原 卓
    • 学会等名
      ポスト「京」萌芽的課題・計算惑星 第2回 公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Internal interfaces in turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara
    • 学会等名
      Euromech colloquium on Turbulent/nonturbulent interfaces: from laboratory to geophysical scales
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reynolds Number Dependence Of Straining Motions In Turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      G.E. Elsinga, T. Ishihara, M.V. Goudar, C.B. da Silva, J.C.R. Hunt
    • 学会等名
      16th European Turbulence Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乱流中の微細渦構造と慣性粒子クラスタリングの関係のDNSデータ解析2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井 幹記, 小林 直樹, 石原 卓
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高レイノルズ数乱流中の強い剪断層と圧力場のデータ解析2017

    • 著者名/発表者名
      石原 卓
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 乱流の直接数値計算を用いた原始惑星系円盤中の岩石ダストの衝突付着成長シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      濱端航平, 石原卓, 白石賢二, 梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会 2017年秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Reynolds number scaling of straining motions in turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      G.E. Elsinga, T. Ishihara, M.V. Goudar, C.B. da Silva, J.C.R. Hunt
    • 学会等名
      70th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Second-order structure function in high-resolution DNSs of turbulence-Where is the inertial subrange?2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Yukio Kaneda, Koji Morishita, Mitsuo Yokokawa, Atsuya Uno
    • 学会等名
      70th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原始惑星系円盤乱流場中のダスト粒子運動 : 非圧縮性乱流と圧縮性乱流の比較2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井幹記, 古谷眸, 小林直樹, 岡本直也, 石原卓, 白石賢二, 梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会 2017年秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 原始惑星系円盤乱流とダスト成長2017

    • 著者名/発表者名
      石原卓
    • 学会等名
      ポスト「京」萌芽的課題・計算惑星 調査研究・準備研究フェーズ成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Direct numerical simulations of incompressible and compressible turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara
    • 学会等名
      JAPAN-RUSSIA WORKSHOP ON INNOVATIVE APPROACHES AND SUPERCOMPUTER TECHNOLOGIES IN COMPUTATIONAL PHYSICS
    • 発表場所
      Keldysh Institute of Applied Mathematics
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 原始惑星系円盤乱流場中のダスト成長過程2017

    • 著者名/発表者名
      石原卓
    • 学会等名
      ポスト「京」萌芽的課題・計算惑星 第1回 公開シンポジウム:惑星の起源・進化と環境変動の解明を目指して
    • 発表場所
      神戸大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rapid Dust Coagulation expedited by Turbulent Clustering in Protoplanetary Disks2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara
    • 学会等名
      Formation of the Solar System and the Origin of Life
    • 発表場所
      Lorentz Center
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原始惑星系円盤乱流と微惑星成長2016

    • 著者名/発表者名
      石原卓, 江野畑圭, 小林直樹, 白石賢二, 中本泰史, 梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 原始惑星系円盤における圧縮性乱流場中の粒子運動2016

    • 著者名/発表者名
      古谷眸, 江野畑圭, 石原卓, 白石賢二, 芳松克則, 岡本直也, 梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 乱流の「第一原理計算」による原始惑星系円盤中のダスト粒子衝突過程に対する鉛直重力の影響の解析2016

    • 著者名/発表者名
      小林直樹, 江野畑圭, 石原卓, 白石賢二, 梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮性乱流直接数値シミュレーション手法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      櫻井 幹記,古谷 眸,岡本 直也,石原 卓
    • 学会等名
      第30回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Vortex Clusters and Their Time Evolution in High- Reynolds-Number Turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Atsuya Uno, Koji Morishita, Mitsuo Yokokawa, Yukio Kaneda
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      オレゴンコンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カノニカル乱流の大規模直接数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      石原卓
    • 学会等名
      第3回「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題成果報告会
    • 発表場所
      コクヨホール(品川)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 一様等方性乱流中の渦構造の動的統計解析2016

    • 著者名/発表者名
      服部 裕司,石原卓
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2016
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大規模直接数値シミュレーションによる 乱流の速度構造関数2016

    • 著者名/発表者名
      石原卓, 森下 浩二, 横川 三津夫, 宇野 篤也, 金田 行雄
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2016
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 乱流の直接数値計算を用いた原始惑星系円盤ダストの衝突付着成長シミュ レーション2016

    • 著者名/発表者名
      濱端航平, 江野畑圭, 石原卓, 白石賢二, 梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会2016年秋季年会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微惑星形成過程解明のための乱流の大規模直接数値計算と粒子追跡2016

    • 著者名/発表者名
      小林直樹, 江野畑圭, 石原卓, 白石賢二, 梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会2016年秋季年会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 超多自由度複雑流動現象解明のための計算科学2016

    • 著者名/発表者名
      石原卓
    • 学会等名
      JHPCN:学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第8回 シンポジウム
    • 発表場所
      THE GRAND HALL(品川)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Three types of thin shear layers observed in high Re turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Koji Morishita, J.C.R. Hunt
    • 学会等名
      IMA Conference on Turbulence, Waves and Mixing
    • 発表場所
      King's College Cambridege, UK
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thin shear layers observed in the DNS of high Reynolds number turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Koji Morishita, Julian C.R. Hunt
    • 学会等名
      International Symposium on Near-Wall Flows: Transition and Turbulence
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原始惑星系円盤乱流中のダストの運動の数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      石原卓
    • 学会等名
      宇宙生命計算科学連携拠点 第2回ワークショップ
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Relative diffusion of a pair of inertial particles in the inertial sub-range of turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Enohata, Koji Morishita, Takashi Ishihara
    • 学会等名
      American Physical Society 68th Annual DFD Meeting
    • 発表場所
      Hynes Convention Center Boston, MA
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電磁流体乱流の直接数値シミュレー ションによる原始惑星系円盤内の粒子運動の解析2015

    • 著者名/発表者名
      高橋良輔,江野畑圭,岡本直也,芳松克則,石原卓,白石賢二,梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 微惑星形成過程解明のための乱流の直接数値計算と粒子追跡2015

    • 著者名/発表者名
      江野畑圭,石原 卓,白石賢二,森下浩二,中本泰史,梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 乱流の直接数値計算による原始惑星 系円盤中の粒子運動に対する鉛直重力の影響の解析2015

    • 著者名/発表者名
      小林直樹,江野畑圭,石原卓,白石賢二,梅村雅之
    • 学会等名
      日本天文学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Accurate Parallel Algorithm for Tracking Inertial Particles in Large-Scale Direct Numerical Simulations of Turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishihara, Kei Enohata, Koji Morishita, Mitsuo Yokokawa, Katsuya Ishii
    • 学会等名
      PaCT2015 13th International Conference on Parallel Computing Technologies
    • 発表場所
      Petrozavodsk, Russia
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] HOME | 石原研究室(Ishihara Laboratory)

    • URL

      http://www.ems.okayama-u.ac.jp/~ishihara/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2023-03-16  

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