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3次元一様非等方性乱流における大スケール及び小スケールの普遍的構造の計算物理学

研究課題

研究課題/領域番号 17K05573
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関名古屋大学

研究代表者

芳松 克則  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (70377802)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード流体物理学 / 計算物理学 / 応用数学 / 乱流 / 大規模直接数値計算 / 自己相似性 / 不変性 / 大規模計算 / 計算機物理学 / 計算物理 / 直接数値計算 / 普遍的構造 / 流体
研究成果の概要

直接数値計算を用いて、3次元非圧縮一様乱流の普遍構造、特に、乱流の大スケールのある種の時間不変性に起因する自由減衰乱流の減衰則、およびスカラー源の無いパッシブスカラー乱流の拡散則について調べた。大スケールにおいて、速度異成分間の相関を含んだ非等方性や鏡面非対称性が初期にあれば、十分に発達した乱流においても、大スケールの非等方性や鏡面非対称性が永続することを示した。さらに、ある種の時間不変性があるスカラー場の大スケールにおいては、その非等方性が、速度場の非等方性に隷属しないことも発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

外力の無い乱流の減衰やパッシブスカラー乱流の拡散は、基本的な乱流現象のひとつである。ある種の時間不変性がある場合に対して、非等方鏡面非対称性の一様乱流に減衰則や拡散則が一般化できたことの学術的意義は大きい。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018

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 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Anisotropy freezing of passive scalar fields in anisotropy growing homogeneous turbulence2020

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimatsu and Y. Kaneda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Fluids

      巻: 5 号: 1 ページ: 014604-014604

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.5.014604

    • NAID

      120006780791

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] No return to reflection symmetry in freely decaying homogeneous turbulence2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimatsu and Y. Kaneda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Fluids

      巻: 4 号: 2 ページ: 024611-024611

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.4.024611

    • NAID

      120006558978

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-scale structure of velocity and passive scalar fields in freely decaying homogeneous anisotropic turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimatsu and Y. Kaneda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Fluids

      巻: 3 号: 10 ページ: 104601-104601

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.3.104601

    • NAID

      120006531971

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Dynamical invariance and large-scale self-similarity of velocity and passive scalar fields in homogeneous turbulence2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimatsu and Y. Kaneda
    • 学会等名
      International workshop on multiphase turbulence and statistical modeling
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パッシブスカラー乱流の大スケールの不変性と自己相似性2019

    • 著者名/発表者名
      芳松克則、金田行雄
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Large-scale structure of a passive scalar field in homogeneous turbulence2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimatsu and Y. Kaneda
    • 学会等名
      The 72nd Annual Meeting of the American Physical Society's Division of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Large-scale structure of homogeneous turbulence2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimatsu
    • 学会等名
      Turbulence Colloquium Mitte TCM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自由減衰一様乱流の大スケールにおける反転非対称性の永続性2018

    • 著者名/発表者名
      芳松克則、金田行雄
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamical invariance of freely-decaying homogeneous turbulence with helicity2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimatsu and Y. Kaneda
    • 学会等名
      12th European Fluid Mechanics Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Persistence of reflectional non-symmetry in freely-decaying homogeneous turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimatsu and Y. Kaneda
    • 学会等名
      The 71st Annual Meeting of the American Physical Society's Division of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The large scale structure of decaying stratified Saffman turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kaneda and K. Yoshimatsu
    • 学会等名
      The 71st Annual Meeting of the American Physical Society's Division of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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