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異方性のある流体乱流におけるエネルギー輸送

研究課題

研究課題/領域番号 15K17971
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関京都大学

研究代表者

横山 直人  京都大学, 工学研究科, 助教 (80512730)

研究協力者 高岡 正憲  
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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード流体乱流 / 異方性 / 乱流の共存 / ヒステリシス / エネルギー輸送 / エネルギー散逸
研究成果の概要

回転乱流において系の角速度を変化させたとき、慣性波乱流、3次元的な渦乱流、大規模渦柱が共存する準2次元的で異方性の高い流れ場と、統計的に等方な3次元的流れ場の間で、相異なる角速度で遷移が生じるというヒステリシス現象を見出した。また、安定成層した背景場中の成層乱流では、異方性、波動の卓越性、弱乱流の成立が線形の内部重力波の時間スケールと渦の非線形時間スケールとの比較により説明できた。また、回転乱流と成層乱流のいずれの系でも、低波数域での粘性散逸を無視できないことがわかった。このことは、異種乱流の共存状態の形成・維持機構において、粘性散逸が重要な役割を果たすことを示唆する。

報告書

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

    (25件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] On the initial evolution of the weak turbulence spectrum in a system with a decay dispersion relation2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Mitsuhiro、Yokoyama Naoto
    • 雑誌名

      European Journal of Mechanics - B/Fluids

      巻: 71 ページ: 103-112

    • DOI

      10.1016/j.euromechflu.2018.03.015

    • 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] Hysteretic transitions between quasi-two-dimensional flow and three-dimensional flow in forced rotating turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Naoto、Takaoka Masanori
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 2 号: 9 ページ: 092602-092602

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.2.092602

    • 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] Integrated analysis of energy transfers in elastic-wave turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Naoto、Takaoka Masanori
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 96 号: 2 ページ: 023106-023106

    • DOI

      10.1103/physreve.96.023106

    • 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] Sequential transitions of bathtub vortex flow2017

    • 著者名/発表者名
      Jiro Mizushima, Kazuki Abe and Naoto Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 2 号: 8 ページ: 083903-083903

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.2.083903

    • 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] Föppl-von Kármán方程式に従う弾性波の乱流2016

    • 著者名/発表者名
      横山直人、高岡正憲
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 26 号: 4 ページ: 15-23

    • DOI

      10.11540/bjsiam.26.4_15

    • NAID

      130007042673

    • ISSN
      2432-1982
    • 年月日
      2016-12-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 弾性波動乱流における外力とエネルギー輸送の関係2018

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲、横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 回転乱流におけるエネルギー散逸の役割2018

    • 著者名/発表者名
      横山直人、高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 回転系における慣性波乱流のエネルギースペクトル2017

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of weak-turbulent wave-number region in stratified turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Naoto、Takaoka Masanori
    • 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] Separation of gravity waves in stratified turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Naoto、Takaoka Masanori
    • 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] Memories of initial conditions and large-scale columnar vortices in forced rotating turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Takaoka Masanori、Yokoyama Naoto
    • 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] 成層乱流における波数間非線形相互作用のエネルギー収支2017

    • 著者名/発表者名
      横山直人、高岡正憲
    • 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] 弾性波動乱流の複素振幅における外力や散逸について2017

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲、横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 回転乱流のエネルギー輸送2017

    • 著者名/発表者名
      横山直人、高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale columnar vortices in rotating turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama, M. Takaoka
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Portland (USA)
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 成層乱流の線形・非線形時間スケールの波数空間分布2016

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 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 (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 一様回転乱流における大規模渦柱の回転方向の選択機構2016

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 (石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Initial-condition dependence of large-scale structures in rotating turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama, M. Takaoka
    • 学会等名
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Montreal (Canada)
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 成層乱流のエネルギースペクトル中の異種乱流領域の同定2016

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2016-07-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Weak and strong nonlinearities in stratified turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama, M. Takaoka
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 弾性波動乱流の外力スケール依存性2016

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲, 横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 回転乱流におけるエネルギースペクトルの初期条件依存性2016

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性波動乱流の実空間におけるエネルギー収支と秩序構造2015

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲, 横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 (大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Wave turbulence properties of vibration in thin elastic plate2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yokoyama, Masanori Takaoka
    • 学会等名
      Workshop on Nonlinear Waves and Fluid Mechanics
    • 発表場所
      Daejeon (Korea)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強弱非線形性の共存する弾性波動の乱流的性質2015

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会: 乱流を介在した流体現象の数理
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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