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乱流・非乱流界面における乱流と波動の干渉メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K18013
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

渡邉 智昭  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70772292)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード乱流 / 乱流・非乱流界面 / 安定密度成層 / 圧縮性流れ / 密度成層流 / 内部重力波 / 圧力波 / 流体工学 / 流体
研究成果の概要

安定密度成層中に発達するせん断流れと圧縮性乱流の直接数値計算を行った.安定密度成層中で内部重力波の放出とともに発達する乱流や圧力波の放出を伴う圧縮性乱流の特性を,乱流領域と非乱流領域を分ける乱流・非乱流界面に着目して明らかにした。また,こうした乱流における分子拡散や熱拡散をラグランジュ粒子を用いてモデル化する手法を提案し,その有効性を明らかにした.さらに,ピストン駆動式の圧縮性噴流形成装置を製作し,シリンダ内部圧力計測やシャドウグラフ法による可視化の実験結果からシリンダ内部圧力と噴流マッハ数の関係を明らかにした.

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 6件、 査読あり 15件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 12件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Washington(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Instituto Superior Tecnico(Portugal)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Instituto Superior Tecnico(Portugal)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Washington/University of Massachusetts Amherst/Cornell University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Amplification and attenuation of shock wave strength caused by homogeneous isotropic turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka K.、Watanabe T.、Nagata K.、Sasoh A.、Sakai Y.、Hayase T.
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 30 号: 3 ページ: 035105-035105

    • DOI

      10.1063/1.5019867

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supersonic piston synthetic jets with single/multiple orifice2018

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara Hiroyuki、Watanabe Tomoaki、Nagata Koji
    • 雑誌名

      Experiments in Fluids

      巻: 59 号: 5 ページ: 76-76

    • DOI

      10.1007/s00348-018-2529-9

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling of molecular diffusion and thermal conduction with multi-particle interaction in compressible turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      Tai Y.、Watanabe T.、Nagata K.
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 30 号: 3 ページ: 035108-035108

    • DOI

      10.1063/1.5018248

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turbulent/non-turbulent interfaces detected in DNS of incompressible turbulent boundary layers2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T.、Zhang X.、Nagata K.
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 30 号: 3 ページ: 035102-035102

    • DOI

      10.1063/1.5022423

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turbulent entrainment across turbulent-nonturbulent interfaces in stably stratified mixing layers2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T.、Riley J. J.、Nagata K.
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 2 号: 10 ページ: 104803-104803

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.2.104803

    • 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] Gradients estimation from random points with volumetric tensor in turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Tomoaki、Nagata Koji
    • 雑誌名

      Journal of Computational Physics

      巻: 350 ページ: 518-529

    • DOI

      10.1016/j.jcp.2017.08.057

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of an isolated eddy near the turbulent/non-turbulent interface layer2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T.、Jaulino R.、Taveira R. R.、da Silva C. B.、Nagata K.、Sakai Y.
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 2 号: 9 ページ: 094607-094607

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.2.094607

    • 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] Geometrical aspects of turbulent/non-turbulent interfaces with and without mean shear2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Tomoaki、da Silva Carlos B.、Nagata Koji、Sakai Yasuhiko
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 29 号: 8 ページ: 085105-085105

    • DOI

      10.1063/1.4996199

    • 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] Finite response time of shock wave modulation by turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Inokuma Kento、Watanabe Tomoaki、Nagata Koji、Sasoh Akihiro、Sakai Yasuhiko
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 29 号: 5 ページ: 051701-051701

    • DOI

      10.1063/1.4982932

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] LES-Lagrangian-particles-simulation of turbulent reactive flows at high Sc number using approximate deconvolution model2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, K. Nagata
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: Online 号: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1002/aic.15261

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implicit Large Eddy Simulation of a Scalar Mixing Layer in Fractal Grid Turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, T. Hayase
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: 91 号: 7 ページ: 074007-074007

    • DOI

      10.1088/0031-8949/91/7/074007

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Turbulent/non-turbulent interfaces in wakes in stably-stratified fluids2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, J. J. Riley, S. M. de Bruyn Kops, P. J. Diamessis, Q. Zhou
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 797

    • DOI

      10.1017/jfm.2016.285

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of stable stratification on turbulent/non-turbulent interfaces in turbulent mixing layers2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, J. J. Riley, K. Nagata
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 1 号: 4 ページ: 044301-044301

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.1.044301

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mixing model with multi-particle interactions for Lagrangian simulations of turbulent mixing2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, K. Nagata
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 28 号: 8 ページ: 085103-085103

    • DOI

      10.1063/1.4960770

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi-particle dispersion during entrainment in turbulent free-shear flows2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, C. B. da Silva, K. Nagata
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 805

    • DOI

      10.1017/jfm.2016.558

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 圧縮性境界層の直接数値計算における空間分解能と乱流・非乱流界面の関係2018

    • 著者名/発表者名
      張欣羨, 渡邉智昭, 長田孝二
    • 学会等名
      TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2018 (TEC18) 第67期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 温度変動場を伝播する衝撃波の背後過剰圧の特性2018

    • 著者名/発表者名
      猪熊建登, 渡邉智昭, 長田孝二, 佐宗章弘, 酒井康彦
    • 学会等名
      衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mixing Volume Model for Molecular Diffusion and Thermal Conduction in Compressible Turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tai, T. Watanabe, K. Nagata
    • 学会等名
      International Conference in Computational Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次元液相噴流中の乱流・非乱流界面近傍における化学反応場に及ぼす量論混合比の影響2017

    • 著者名/発表者名
      中川公太, 渡邉智昭, 岩野耕治, 酒井康彦, 伊藤靖仁
    • 学会等名
      TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2017 (TEC17) 第66期総会・講演会
    • 発表場所
      静岡大学浜松キャンパス
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ピストン駆動式高速シンセティックジェットの特性2017

    • 著者名/発表者名
      榊原弘之, 渡邉智昭, 長田孝二
    • 学会等名
      JSASS第54回関西・中部支部合同秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 安定密度成層における水平せん断層の直接数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      長尾茉奈, 渡邉智昭, J. J. Riley, 長田孝二, 松田景吾, 大西領
    • 学会等名
      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] 圧縮性噴流における仮想粒子間相互作用を用いた熱拡散モデルの検証2017

    • 著者名/発表者名
      タイユウミン, 渡邉智昭, 長田孝二
    • 学会等名
      流体力学会中部支部講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 垂直衝撃波面前後の圧力増加に対する乱流変動の影響2017

    • 著者名/発表者名
      田中健人, 渡邉智昭, 長田孝二, 佐宗章弘, 酒井康彦, 早瀬敏幸
    • 学会等名
      第49回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 乱流による衝撃波過剰圧変調に関する風洞実験2017

    • 著者名/発表者名
      猪熊建登, 渡邉智昭, 長田孝二, 佐宗章弘, 酒井康彦
    • 学会等名
      第49回流体力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮性乱流境界層中の乱流・非乱流界面に関する直接数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      張欣羨, 渡邉智昭, 長田孝二
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第48期年会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧縮性境界層中の乱流・非乱流界面に関する直接数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      張欣羨, 渡邉智昭, 長田孝二
    • 学会等名
      TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2017 (TEC17) 第66期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 垂直衝撃波との干渉による一様等方性乱流の特性変化に関する直接数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      田中健人, 渡邉智昭, 長田孝二, 佐宗章弘, 酒井康彦, 早瀬敏幸
    • 学会等名
      衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 格子乱流中を伝播する球面衝撃波の壁面過剰圧変動2017

    • 著者名/発表者名
      猪熊建登, 西尾俊亮, 渡邉智昭, 長田孝二, 佐宗章弘, 酒井康彦
    • 学会等名
      衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Scaling of the non-dimensional dissipation rate Cε near turbulent/non-turbulent interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, C. B. da Silva, K. Nagata
    • 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] Interaction between shock wave and turbulent wake2017

    • 著者名/発表者名
      K. Inokuma, T. Watanabe, K. Nagata, A. Sasoh, Y. Sakai
    • 学会等名
      Turbulent Mixing and Beyond 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Entrainment and scalar mixing process near turbulent/non-turbulent interface in compressible boundary layers2017

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, T. Watanabe, K. Nagata
    • 学会等名
      Turbulent Mixing and Beyond 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Passive scalar mixing in temporally developing grid turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito, T. Hayase
    • 学会等名
      Turbulent Mixing and Beyond 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbulent/non-turbulent interfaces in stably stratified shear layers2017

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe
    • 学会等名
      Seminar in CEIST
    • 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] Turbulent/non-turbulent interfaces in a stably stratified fluid2017

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe
    • 学会等名
      Seminario no DEM
    • 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] Measurement of velocity fluctuations and overpressure of spherical shock wave in grid turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      K. Inokuma, S. Nishio, T. Watanabe, K. Nagata, A. Sasoh, Y. Sakai
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on Shock Waves
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct numerical simulations of interaction between planar shock wave and homogeneous isotropic turbulence at low turbulent Mach number2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Watanabe, K. Nagata, A. Sasoh, Y. Sakai, T. Hayase
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on Shock Waves
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic energy distribution in the space of scales near turbulent/non-turbulent interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, C. B. da Silva, K. Nagata
    • 学会等名
      Euromech 590
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of the mixing volume model with the interactions among spatially distributed particles for Lagrangian simulations of turbulent mixing2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, K. Nagata
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Portland, Oregon
    • 年月日
      2016-11-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNS study on shock/turbulence interaction in homogeneous isotropic turbulence at low turbulent Mach number2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Watanabe, K. Nagata, A. Sasoh, Y. Sakai, T. Hayase
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Portland, Oregon
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧縮性二次元乱流噴流中の乱流・非乱流界面に関する直接数値計算2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川優樹, 永田亮介, 渡邉智昭, 長田孝二
    • 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
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] スカラ拡散を伴う圧縮性二次元乱流噴流の直接数値計算2016

    • 著者名/発表者名
      タイユウミン, 渡邉智昭, 長田孝二
    • 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
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 格子乱流場の速度変動と球面衝撃波の壁面過剰圧の関係2016

    • 著者名/発表者名
      猪熊建登, 西尾俊亮, 渡邉智昭, 長田孝二, 佐宗章弘, 酒井康彦
    • 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
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 垂直衝撃波が低乱流マッハ数一様等方性乱流に及ぼす影響に関する直接数値計算2016

    • 著者名/発表者名
      田中健人, 渡邉智昭, 長田孝二, 佐宗章弘, 酒井康彦
    • 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
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 二次元液相噴流における乱流・非乱流界面近傍での化学反応場に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      中川公太, 渡邉智昭, 酒井康彦, 岩野耕治, 伊藤靖仁, 長田孝二
    • 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
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 安定密度成層中に発達する混合層の乱流非乱流界面2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉智昭, J. J. Riley, 長田孝二
    • 学会等名
      第44回可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      工学院大学
    • 年月日
      2016-07-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 自由せん断流れの乱流・非乱流界面近傍における乱流遷移過程の解明2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉智昭, 長田孝二, C. B. da Silva
    • 学会等名
      第48回流体力学講演会/第34回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 発表場所
      金沢歌劇座
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 格子乱流背後の高シュミット数反応場のラージエディシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉智昭, 長田孝二
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第47期年会講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-04-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 球面衝撃波の過剰圧に及ぼす格子乱流の効果に関する実験2016

    • 著者名/発表者名
      西尾俊亮, 猪熊建登, 渡邉智昭, 長田孝二, 佐宗章弘, 酒井康彦
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会第47期年会講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-04-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Vortex Structures in Fluid Dynamic Problems2017

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, K. Nagata, C. B. da Silva
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      INTECH
    • ISBN
      9789535129448
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-06-07  

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