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ナヴィエ・ストークス方程式の解の多重性と乱流遷移現象との関連に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18360049
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関京都大学

研究代表者

永田 雅人  京都大学, 工学研究科, 教授 (80303858)

研究分担者 西岡 通男 (西岡 道男)  京都大学, 工学研究科, COE研究員 (60081444)
河原 源太  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50214672)
板野 智昭 (板野 智明)  関西大学, 工学部, 講師 (30335187)
野口 尚史  京都大学, 工学研究科, 助教 (10447906)
研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
17,760千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 2,760千円)
2009年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2008年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2007年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2006年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワード数理工学(数理的解析・計画・設計) / 正方形ダクト内流れ / 内部発熱 / スライディング・クエット流 / 平面クエット流 / 線形安定性 / 非線形解析 / 乱流遷移 / 分岐理論 / 流体力学 / ナヴィエ・スト-クス方程式 / 数理工学 / ナヴィエ・ストークス方程式 / せん断流 / 非線形解 / 層流乱流遷移 / 非線形安定性 / 解の多重性 / クエット流 / ポアズイユ流 / 流れの安定性 / 分岐解析 / フロケ理論 / スパン方向平均流
研究概要

数値計算と実験観測に基づいた解析により、特に、(1)平面クエット流、(2)回転平面ポアズイユ流、(3)正方形断面ダクト内流、(4)成層回転2重円筒間流れ、(5)自然対流をともなうせん断流、(6)内部加熱を伴うせん断流において、今まで見つかっていなかった解、または、流れを発見し、流体運動を支配するナヴィエ・ストークス方程式の解の多重性を実証するとともに、層流から乱流への遷移過程での流体挙動現象との関連について検証を行った。

報告書

(6件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (30件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional traveling waves in square duct2009

    • 著者名/発表者名
      Wedin, H., Bottaro, A., Nagata, M.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E. Vol.79

    • NAID

      120002086066

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hairpin Vortex Solution in Plannar Couette Flow: A Tapestry of Knotted Vortices2009

    • 著者名/発表者名
      Itano, T., Generalis, S.C.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. Vol.102

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional traveling waves in square duct2009

    • 著者名/発表者名
      Wedin, H., Bottaro, A., Nagata, M
    • 雑誌名

      Physical Review E. 79

    • NAID

      120002086066

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent flow states in a square duct2008

    • 著者名/発表者名
      Wedin, H., Biau, D., Bottaro, A., Nagata, M.
    • 雑誌名

      Phys. Fluids Vol.20

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional nonlinear plane Poiseuille-Couette flow homotopy revisited2008

    • 著者名/発表者名
      Ehrenstein, U., Nagata, M., Rincon, F.
    • 雑誌名

      Phys. Fluids Vol.20

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instabilities of plane Poiseuille flow with a streamwise system rotation2008

    • 著者名/発表者名
      Masuda, S., Fukuda, S., Nagata, M.
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech. Vol.603

      ページ: 189-206

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent flow states in a square duct2008

    • 著者名/発表者名
      Wedin H., Biau D., Bottaro A. & Nagata M.
    • 雑誌名

      Phys 20(Fluids)

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instabilities of plane Poisuille flow with a streamwise system rotation2008

    • 著者名/発表者名
      Masuda S., Fukuda S. & Nagata M.
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics 603

      ページ: 189-206

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional nonlinear plane Poiseuille-Couette flow homotopy revisited2008

    • 著者名/発表者名
      Ehrenstein, U., Nagata, M. Rincon, F.
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 20

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent flow states in a square duct2008

    • 著者名/発表者名
      Wedin, H., Biau, D., Bottaro, A. Nagata
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 20

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instabilities of plane Poiseuille flow with a streamwise system rotation2008

    • 著者名/発表者名
      Masuda, S., Fukuda, S. & Nagata, M
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics 603

      ページ: 189-206

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition in plane Poiseuille flow with a stream-wise rotation2007

    • 著者名/発表者名
      Masuda, S., Nagata, M.
    • 雑誌名

      Advance in Turbulence Vol.11

      ページ: 88-90

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental observations of instabilities in rotating Couette flow2007

    • 著者名/発表者名
      Hiwatashi, K., Alfredsson, P.H., Tillmark, N., Nagata, M.
    • 雑誌名

      Phys. Fluids Vol.19

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition in plane Poiseuille flow with a stream-wise rotation2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M. & Masuda, S.
    • 雑誌名

      Advances in Turbulence 11

      ページ: 88-90

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimenal observations of instabilities in rotating plane Couette flow2007

    • 著者名/発表者名
      Hiwatashi, K., Alfredsson, P.H., Tillmark, N., Nagata, M.
    • 雑誌名

      Physics of Fluids Vol. 19(In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Nonlinear secondary flow through a rotating channel2006

    • 著者名/発表者名
      Wall, D.P., Nagata, M.
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech. Vol.564

      ページ: 25-55

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear stability of flow in an internally heated rectangular duct2006

    • 著者名/発表者名
      Uhlmann, M., Nagata, M.
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech. Vol.551

      ページ: 387-404

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear secondary flow through a rotating channel2006

    • 著者名/発表者名
      Wall, D.P., Nagata, M.
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics Vol. 564

      ページ: 25-55

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Linear stability of flow in an internally heated rectangular duct2006

    • 著者名/発表者名
      Uhlmann, M., Nagata, M.
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics Vol. 551

      ページ: 387-404

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear solution of flow in a square duct2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      4th Symposium on Global Flow Instability and Control
    • 発表場所
      Hersonissos, Greece
    • 年月日
      2009-11-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Transition to turbulence for flows without linear criticality2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      International Symposium on Turbulence
    • 発表場所
      Beijing (中国)
    • 年月日
      2009-09-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Transitiion to turbulence for flows without linear criticality2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      International Symposium on Turbulence
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2009-09-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Linear and nonlinear instabi ; ities of sliding Couette flow2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      12th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      Marburg, Germany
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Transition to turbulence for flows without linear criticality2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      International Conference and Advanced School on Turbulent Mixing and Beyond
    • 発表場所
      Trieste (イタリア)
    • 年月日
      2009-08-04
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Transition to turbulence for flows without linear criticality2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      International Conference and Advanced School on Turbulent Mixing and Beyond
    • 発表場所
      Trieste, Italy
    • 年月日
      2009-08-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Linear and nonlinear instabilities of sliding Couette flow2009

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M.
    • 学会等名
      12th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      Marburg (ドイツ)
    • 年月日
      2009-07-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Bifurcations of the flow with viscous heating between parallel plates subject to a translational oscillatory boundary motion2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      British Applied Mathematics Colloquium
    • 発表場所
      Nottingham (連合王国)
    • 年月日
      2009-04-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Bifurcations of the flow with viscous heating between parallel plates subject to a translational oscillatory boundary motion2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      British Applied Mathematics Colloquium 2009
    • 発表場所
      Nottingham, UK
    • 年月日
      2009-04-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Experimental study on circular Couette flow with density stratification2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      IUTAM : Rotating Stratified Turbulence and Turbulence in the Atmosphere and Oceans
    • 発表場所
      Cambridge, UK
    • 年月日
      2008-12-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The sliding Couette flow problem2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      7th ERCOFTAC SIG33-FLUBIO Workshop: Open Issues in Transition and Flow Control
    • 発表場所
      Santa Margherita Ligure (イタリア)
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] The Sliding Couette Flow Problem2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      7th ERCOFTAC SIG33-FLUBIO Workshop : Open Issues in Transition and Flow Control
    • 発表場所
      Santa Margherita Ligure, Italy
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The Taylor-Benard problem2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      Euromech Fluid Mechanics Conference 7
    • 発表場所
      Manchester (連合王国)
    • 年月日
      2008-09-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] The Taylor-Benard problem2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      Euromech Fluid Mechanics Conference 7
    • 発表場所
      Manchester, (連合王国)
    • 年月日
      2008-09-16
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] The Taylor-Benard problem2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      Euromech Fluid Mechanics Conference 7
    • 発表場所
      Manchester, UK
    • 年月日
      2008-09-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The sliding Couette flow problem2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      Issac Newton Institute, Workshop Programme: Wall Bounded Shear Flows: Transition and Turbulence
    • 発表場所
      Cambridge (連合王国)
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] The sliding Couette flow problem2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      Issac Newton Institute, Workshop Programme : Wall Bounced Shear Flows : Transition and Turbulence
    • 発表場所
      Cambridge, UK
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Experimental study on circular Couette flow with density stratification2008

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M.
    • 学会等名
      IUTAM: Rotating Stratified Turbulence and Turbulence in the Atmosphere and Oceans
    • 発表場所
      Cambridge (連合王国)
    • 年月日
      2008-08-12
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] The Taylor-Benard problem2008

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M.
    • 学会等名
      British Applied Mathematics Colloquium
    • 発表場所
      Manchester (連合王国)
    • 年月日
      2008-04-02
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] The Taylor-Benard problem2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Nagata
    • 学会等名
      British Applied Mathematics Colloquium 2008
    • 発表場所
      Manchester, UK
    • 年月日
      2008-04-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear solutions of plane Couette flow with and without a system rotation2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M.
    • 学会等名
      18eme Congres Francais de Mecanique
    • 発表場所
      Grenoble (フランス)
    • 年月日
      2007-08-29
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Nonlinear solutions of plane Couette flow with and without a system rotation2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      18eme Congres Francais de Mecanique
    • 発表場所
      Grenoble, (フランス)
    • 年月日
      2007-08-29
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] Nonlinear solutions of plane Couette flow with and without a system rotation2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M
    • 学会等名
      18eme Congres Francais de Mecanique
    • 発表場所
      Grenoble(フランス)
    • 年月日
      2007-08-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Experimental study on circular Couette flow with density stratification2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M.
    • 学会等名
      15th International Couette-Taylor Workshop
    • 発表場所
      Le Havre (フランス)
    • 年月日
      2007-07-12
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Experimental study on circular Couette flow with density stratification2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nagata
    • 学会等名
      15th International Couette-Taylor Workshop
    • 発表場所
      Le Havre, (フランス)
    • 年月日
      2007-07-12
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] Experimental study on circular Couette flow with density stratification2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M
    • 学会等名
      15th International Couette-Taylor Workshop
    • 発表場所
      Le Havre(フランス)
    • 年月日
      2007-07-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Modulated plane Couette flow with a streamwise rotation2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M.
    • 学会等名
      15th International Couette-Taylor Workshop
    • 発表場所
      Le Havre (フランス)
    • 年月日
      2007-07-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Modulated plane Couette flow with a spanwise rotation2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M
    • 学会等名
      15th International Couette-Taylor Workshop
    • 発表場所
      Le Havre(フランス)
    • 年月日
      2007-07-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Transition in plane Poiseuille flow with a stream-wise rotation2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M.
    • 学会等名
      11th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      Porto (ポルトガル)
    • 年月日
      2007-06-26
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Transition in plane Poiseuille flow with a stream-wise rotation2007

    • 著者名/発表者名
      Nagata, M
    • 学会等名
      11th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      Porto(ポルトガル)
    • 年月日
      2007-06-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-gas.kuaero.kyoto-u.ac.jp/members/nagata/cgi-bin/wiki.pl

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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