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過渡成長に基づく非平衡乱流場の準秩序構造の解明と予測制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K21677
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
熱工学
研究機関東北大学 (2017)
国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2016)
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 (2015)

研究代表者

焼野 藍子  東北大学, 流体科学研究所, 助教 (30634331)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード流体制御 / 安定性解析 / 壁乱流 / 過渡成長 / 剥離制御 / 摩擦抵抗低減制御 / ストリーク / 縦渦構造 / 非平衡乱流 / 遷移 / 線形安定性解析 / 自立維持機構
研究成果の概要

本研究は,主流の加速や減速を伴うために,乱流の生成と散逸がつりあわない非平衡乱流場である二次元丘周りの流れ場や,スパン方向に振動するチャネル乱流場を対象として,壁面近傍で生成する低速ストリークや縦渦構造など,乱流秩序構造の生成機構を説明し,制御するための方法論を構築することを目的とした研究を行った.特に流れの非モード安定性を捉える過渡成長を算出するプログラムコードを作成,上述のように時空間に変化する基本流での線形安定性を解析した.二次元丘周りの流れ場,スパン方向に振動するチャネル乱流場で,実際の直接数値計算で観察される乱流構造と,不安定モードとの比較を行い,流体制御則の構築に有用な知見を得た.

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

    (17件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Spanwise Modulation Effects of Local Body Force on Downstream Turbulence Growth around Two-dimensional Hump2016

    • 著者名/発表者名
      A. Yakeno, Y, Abe, S. Kawai, T. Nonomura and K. Fujii
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: Vol. 55 ページ: 52-64

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2016.11.012

    • 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
  • [雑誌論文] Wall-turbulence structure with pressure gradient around 2D hump2016

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno, Soshi Kawai, Taku Nonomura, Kozo Fujii
    • 雑誌名

      Progress in Turbulence

      巻: VI ページ: 167-170

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Separation-control based on turbulent transition around a two-dimensional hump at different Reynolds numbers2015

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno, Soshi Kawai, Taku Nonomura, Kozo Fujii
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 55 ページ: 52-64

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2015.07.014

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Wall turbulence nature and its control aimed at laminar wing technology2018

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno
    • 学会等名
      ELyT Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時空間的周期性を有するプレデターミンド流体制御下の乱流マルチスケール相互作用に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      焼野藍子
    • 学会等名
      平成29年度航空宇宙空力シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Turbulence growth dependency on excitation frequency by local body-force around 2D hump2018

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno
    • 学会等名
      US-Japan Workshop on Bridging Fluid Mechanics and Data Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Linear transient growth of coherent structure in turbulent channel flow at low Reynolds number2017

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno and Takahiro Tsukahara
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena (TSFP10)
    • 発表場所
      Chicago-IL, USA
    • 年月日
      2017-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-sustaining mechanisms of wall turbulence and the optimal design of local body force for flow separation control2017

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno, Yoshiaki Abe, Soshi Kawai, Taku Nonomura and Kozo Fujii
    • 学会等名
      The 9th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC9)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低レイノルズ数遷移チャネル乱流場の線形過渡成長2017

    • 著者名/発表者名
      焼野藍子,塚原隆裕
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所講究録「RIMS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
  • [学会発表] 流体の秩序運動に基づく機器最適設計への試み2017

    • 著者名/発表者名
      焼野藍子
    • 学会等名
      設計情報駆動研究会第2回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Turbulence growth and its dependency of wake vortices on excitation frequency by local body-force around two-dimensional hump2017

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno, Yoshiaki Abe, Soshi Kawai, Taku Nonomura and Kozo Fujii
    • 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] 低レイノルズ数チャネル乱流場斜め構造の線形過渡成長解析2017

    • 著者名/発表者名
      焼野藍子,塚原隆裕
    • 学会等名
      第31回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スパン方向振動するチャネル乱流場の過渡的な力学過程と直接安定性について2016

    • 著者名/発表者名
      焼野 藍子
    • 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
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Transient dynamics and stability on spanwise-oscillatory turbulent channel2016

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno, Kozo Fujii
    • 学会等名
      International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM 2016)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 周期振動制御を付与した非平衡乱流場の統計量と準秩序構造について2016

    • 著者名/発表者名
      焼野 藍子
    • 学会等名
      第二回非平衡乱流ワークショップ
    • 発表場所
      海洋研究開発機構 東京事務所(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-07-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 制御体積力のスパン方向波長が乱流剥離する二次元ハンプ周り流れの再付着に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      焼野 藍子,野々村 拓,藤井 孝藏
    • 学会等名
      日本流体力学会年会 2015
    • 発表場所
      東京工業大学,東京
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of interval of spanwise-modulated local forcing on mechanisms of flow separation control2015

    • 著者名/発表者名
      Aiko Yakeno, Yoshiaki Abe, Soshi Kawai, Taku Nonomura, Kozo Fujii
    • 学会等名
      Turbulence, Heat and Mass Transfer 8 (THMT8)
    • 発表場所
      Sarajevo, Bosnia-Herzegovina
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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