| 研究課題/領域番号 |
18H01370
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
河原 源太 大阪大学, 基礎工学研究科, 理事 (50214672)
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| 研究分担者 |
清水 雅樹 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (20550304)
本木 慎吾 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70824134)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | 亜臨界乱流遷移 / ホモトピー |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，亜臨界乱流遷移を示す平面ポアズイユ流あるいは矩形ダクト流に新たな外力や異なる境界条件を導入し，それらの影響を表すパラメターを新たな支配パラメターとして変化させることで力学系を連続的に変形し（ホモトピー），乱流遷移を発現する起源を見つけ出した．平面ポアズイユ流の亜臨界乱流遷移では，乱流縞と呼ばれる空間局在乱れの上流部分の渦列不安定が乱流遷移起源と同定された．この部分を安定化すると，安定な周期変動を示す縞状の構造が現れる．一方，アスペクト比をパラメターとする平面ポアズイユ流と矩形ダクト流とのホモトピーでは，乱流縞の発生の起源を乱流パフの対称性の破れに帰着できることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって，平面ポアズイユ流の亜臨界乱流遷移に現れる空間局在乱れ（乱流縞）の発生起源がその上流部分の渦列不安定と同定された．また，アスペクト比をパラメターとする平面ポアズイユ流と矩形ダクト流とのホモトピーでは，乱流縞の発生の起源を乱流パフの対称性の破れに帰着できることを示した．これらの知見から，乱流縞の上流部分を安定化することにより平面ポアズイユ流の亜臨界乱流遷移を遅延できる可能性が示唆された．一方，矩形ダクト流においては，そのアスペクト比を適切に設定することにより，乱流遷移の様相を制御できることが示唆された．
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