| 研究課題/領域番号 |
15K05220
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
水島 二郎 同志社大学, 研究開発推進機構, 嘱託研究員 (70102027)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 流体 / 数理物理 / 計算物理 / 力学系 / 非線形物理 / 流体物理学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究計画では、2種混合流体および2層分離した流体中に振動熱対流が発生する機構、矩形断面容器中に生じるバスタブ渦の発生機構、急拡大部をもつ管路流れが振動流へ遷移する機構、平面ポワズイユ流が振動流へ遷移するときにトルミーン・シュリヒティング波が励起される機構を明らかにし、遷移の条件と遷移後に生じる流れパターンを求めた。2種混合流体および2層分離流体中での振動熱対流とバスタブ渦の発生機構についての研究成果を有力専門誌に論文を公表した。平面ポワズイユ流の不安定機構については現在論文を執筆中であり、急拡大部をもつ管路流れの振動流への遷移については、信頼できる計算精度を得るために再計算中である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
流れの安定性は自然科学だけでなく工学的にも重要であるが、不安定性が生じる機構についてはほとんど調べられてこなかった。本研究計画では流れの不安定性を渦の生成という観点から見直し、不安定性による新たな振動と流れパターンの発生に着目して、代表的な流れの不安定性発生機構を明らかにした。特に、平面ポワズイユ流の不安定機構の解明の手法は幅広い分野の流れに応用できるので、今後の乱流遷移の研究に重要な研究方法となると期待される。矩形断面容器中の大規模渦の発生機構の解明は「バスタブ渦の発生原理」として、広く中学生、高校生、教員だけでなく、一般の市民の興味を集め、台風や竜巻などへの興味を引き出すことができた。
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