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超流動乱流における量子渦の可視化と普遍的エネルギースペクトルの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H03917
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 流体工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

辻 義之  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00252255)

研究分担者 伊藤 高啓  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00345951)
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
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2015年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード超流動乱流 / 可視化 / 粒子軌道 / 量子乱流 / エネルギースペクトル / ラグランジュ軌道 / 流体工学 / 三次元速度の計測 / 粒子ラグランジュ軌道 / 量子渦 / 圧力変動
研究成果の概要

超流動乱流中の微細粒子を可視化するため,撮影カメラの光学系の改良をおこなった.その結果,3時刻以上の粒子を検出できる割合が向上し,粒子径分布の計算が文献値として既知の分布と一致するようになった.実験体系および解析プログラムの改良により,超流動乱流場の微細粒子のラグランジュ軌道の撮影をおこなった.粒子軌道に沿った速度構造関数を計算することで,そのべき指数を算出ることができた.このべき指数は,ラグランジュスペクトルのべき指数と等価である.粒子径によりこのべき指数は異なることが明らかとなった.また,粒子速度と加速度の確率密度関数から,常流動成分と超流動成分の割合が大きく影響することが明らかとなった.

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

    (20件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Numerical evidence of logarithmic regions in channel flow at Reτ=80002018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Yamamoto and Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Fluids

      巻: 3 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.3.012602

    • NAID

      120006650161

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Instantaneous mass transfer measurement and its relation to large-scale structures in pipe flow2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tong, , T. Tsuneyoshi, T. Ito, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 71 ページ: 160-169

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2018.03.016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Further experiments for mean velocity profile of pipe flow at high Reynolds number2018

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Furuichi, Yoshiya Terao, Yuki Wada, and Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reynolds number dependence of turbulent structures associated with high-amplitude wall pressure peaks in channel flow2018

    • 著者名/発表者名
      Ali Mehrez, Yoshinobu Yamamoto, and Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lagrangian Trajectory of Small Particles in Superfluid He II2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kubo, Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 187 号: 5-6 ページ: 611-617

    • DOI

      10.1007/s10909-017-1764-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Amplitude modulation of pressure in turbulent boundary layer2016

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Yoshiyuki、Marusic Ivan、Johansson Arne V.
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 61 ページ: 2-11

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2016.05.019

    • 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] On flow structures associated with large wall mass transfer coefficients in orifice flows2016

    • 著者名/発表者名
      Shan Feng、Liu Zhichun、Liu Wei、Tsuji Yoshiyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      巻: 102 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.06.012

    • 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] 量子乱流中の渦構造の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      久保 渉、辻 義之
    • 雑誌名

      日本流体力学会誌「ながれ」

      巻: 35 ページ: 439-441

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Recent High Re-number Researches of Wall-bounded Turbulence in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tsuji, Yoshinobu Yamamoto, and Noriyuki Furuichi
    • 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
  • [学会発表] Spectrum of Turbulence in nonlinear Schrodinger (Gross-Pitaevskii) equation2018

    • 著者名/発表者名
      Kyo Yoshida, Yoshiyuki Tsuji, and Hideaki Miura
    • 学会等名
      5th international Conference on Mathematical Theory of Turbulence via Harmonic Analysis and Computational Fluid Dynamics
    • 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] Small particle motions in super fluid He II: its size effect on particle velocity and acceleration2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      Quantum Turbulence Workshop
    • 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] Anisotropic Pressure Correlation Spectra in Turbulent Boundary Layer2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tsuji and Yukio Kaneda
    • 学会等名
      American Association for the Advancement of Science
    • 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] 高レイノルズ数チャンネル乱流場における大規模構造の内層への寄与2017

    • 著者名/発表者名
      山本義暢、辻 義之
    • 学会等名
      京大 数理解析研究所 RIMS共同研究集会“非一様乱流の数理”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lagrange trajectory of small particles in super fluid HeII2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Fluid and Solid 2016
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2016-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lagrange trajectory of small particles in super fluid HeII2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kubo and Yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Fluids and Solids 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The experimental study on the turbulent statistics in the outer layer in high Reynolds number turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      iTi Conference on Turbulence
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子乱流中の渦構造の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      辻  義之
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 量子乱流中の微細粒子の運動について2016

    • 著者名/発表者名
      辻  義之
    • 学会等名
      物性研究所短期研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 超流動ヘリウムにおける量子渦を伴う流動場の可視化及び微細粒子の軌道解析2016

    • 著者名/発表者名
      久保 渉、伊藤高啓、辻  義之
    • 学会等名
      第44回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 量子渦の可視化と量子乱流中の粒子挙動2016

    • 著者名/発表者名
      辻  義之
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会, シンポジウム-量子乱流が拓く新しい乱流科学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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