• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

2層渦あり流れ問題の数値解析的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03429
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12040:応用数学および統計数学関連
研究機関日本女子大学

研究代表者

東海林 まゆみ  日本女子大学, 理学部, 研究員 (10216161)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード重力表面張力波 / 2層流 / 渦あり流れ / 分岐問題 / 数値シミュレーション / よどみ点
研究成果の概要

深さ、渦度が相異なる2層の渦なし流れ問題の数値解析的研究である。分岐問題であり、とくに着目する点は、よどみ点の有無?どこに出現するか?である。したがって、よどみ点がある場合に対応できる計算アルゴリズムが必須であり、そのようなプログラム開発からスタートした。
数値シミュレーションは2層が表面張力波、重力・表面張力波、重力波、の3通りの場合について行った。重力や表面張力がよどみ点発生にどのように関わるかを調べた。2層の深さの比や渦度の違いによりよどみ点の出現のし方がどのように変化するか、について興味深い結果が得られた。重力・表面張力波の場合には高次分岐がおこることも確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

深さ有限な流体では、底の方には摩擦によって、自由表面の近くには風によって渦が発生する。よって多層流を考えることでより実際に近い問題設定を扱うことができる。しかし最もシンプルな2層流ですら関わるパラメータが多い。理論だけで解析することは非常に難しく数値シミュレーションに頼らざるを得ない。そして数値計算結果ですら未だほとんどわかっていないのが現状である。
そこで数値シミュレーションで様々な解を具体的に求め、よどみ点の発生状況や分岐構造を明らかにできたことは非常に意義深い。本研究用に開発した計算プログラムも、多層流の計算など今後更に研究を展開する際の手がかりを与えるものと考える。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Stationary water waves on rotational flows of two vortical layers2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji Mayumi、Okamoto Hisashi
    • 雑誌名

      Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics

      巻: 38 号: 1 ページ: 79-103

    • DOI

      10.1007/s13160-020-00431-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Progressive water waves on two vortical layers2019

    • 著者名/発表者名
      東海林まゆみ
    • 学会等名
      ICIAM 2019 VALENCIA, 9th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2層渦あり流れの数値シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      東海林まゆみ
    • 学会等名
      日本応用数理学会2018年度年会,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical approach for water waves on rotational flow of two vortical layers2018

    • 著者名/発表者名
      東海林まゆみ
    • 学会等名
      The international Conference on Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Stationary water waves on rotational flow of two vortical layers2018

    • 著者名/発表者名
      東海林まゆみ
    • 学会等名
      ICMA-MU 2018: International Conference in Mathematics and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi