| 研究課題/領域番号 |
16K05476
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
福本 康秀 九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 教授 (30192727)
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| 研究協力者 |
OKULOV Valery L.
TRIBELSKY Michael I.
ABARZHI Snezhana I.
ZOU Rong
FRANCO-MEDRANO Fermin
HABIBAH Ummu
HAZARIKA Hemanta
宮地 祐樹
和田 啓吾
ZHAO Xiaopeng
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016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 | 回転成層流 / レイリー・テイラー不安定性 / 眠りごま / 磁気回転不安定性 / 予混合火炎 / ダリウス・ ランダウ不安定性 / 圧縮性 / トポロジカル流体力学 / 浅水流 / 重力 / ケルビン・ ヘルムホルツ不安定性 / 散逸誘導不安定性 / 負のエネルギー / 渦対 / 接合漸近展開 / アトマイズ化ジェット / 二流体モデル / ダリウス・ランダウ不安定 / クロスヘリシティ / トポロジカル不変量 / 電磁流体 / 成層回転流 / ジャイロスコープ効果 / ヘリシティ / 密度成層流体 / 楕円体内回転流 |
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| 研究成果の概要 |
鉛直方向に密度が変化する回転流の安定性は地球環境問題に、電磁流体の回転流は星の形成に、燃焼火炎面の安定性はクリーンエネルギー源の開発に直結する。回転楕円体内の回転流は対称こまの運動と等価であるが、傾いた楕円体に閉じ込められた回転成層流は、回転軸の向きが対称軸からずれた対称こまの運動と等価であることを示し、定常解である眠りごまの安定性を調べた。また、磁気回転不安定性の新しい長波モードを見つけた。
燃焼火炎面の安定性に対する弱い圧縮性の効果を調べた。ごく薄い反応領域での圧縮性の効果によって火炎面の進行速度が遅くなり、その結果、ダリウス・ランダウ不安定性が抑制される可能性があることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
密度が変化する流体の回転流や電磁流体の回転流、そして、燃焼は極めて複雑な流体現象で、スーパーコンピュータでも、直接計算することは困難極まる。速度や密度の急激な変化によって特徴づけられる層状領域の形状の安定性を解析するための、特異摂動法やハミルトン力学系などの数理的な手法を編み出して、これまで見落とされてきた新しい不安定性、あるいはレイリー・テイラー不安定性やダリウス・ ランダウ不安性が抑制される可能性を見出した。これらのトポロジー的な側面を明らかにし、一見異なる現象を数理的な観点から統一的に捉えることを可能にした。
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