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サドル解に着目した秩序構造及び大規模乱流構造の解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 19360085
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 流体工学
研究機関大阪大学

研究代表者

河原 源太  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50214672)

研究分担者 木田 重雄  京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70093234)
西岡 通男  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 名誉教授 (60081444)
研究協力者 JIMENEZ J.  マドリード工科大学, 航空学部, 教授
PINELLI A.  スペインエネルギー環境中央研究所, 主任研究員
UHLMANN M.  カールスルーエ工科大学, 流体力学研究所, 教授
VAN VEEN L.  オンタリオ工科大学, 理学部, 助教授
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2009年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2008年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2007年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
キーワード乱流 / 壁乱流 / 周期サドル解 / 縦渦 / ストリーク / 乱流二次流れ / 乱流制御 / 国際情報交換(ドイツ:スペイン:カナダ) / 国際情報交換(ドイツ : スペイン : カナダ) / 国際情報交換(スペイン:カナダ)
研究概要

本課題は,秩序構造及び大規模乱流構造を,ナビエ・ストークス方程式の不安定な周期解や定常進行波解を用いて解明あるいは制御することを目的として行われた.平面クエット系では層流と乱流の境界に存在する周期解の不安定多様体により乱流遷移の動力学を特徴づけ,また空間に局在した制御入力による流動抵抗低減を実現した.一方,正方形ダクト流における定常進行波解を求め,秩序構造と乱流二次流れとの関連性を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (34件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Reynolds number dependence of mean flow structure in square duct turbulence2010

    • 著者名/発表者名
      A. Pinelli, M. Uhlmann, A. Sekimoto, G. Kawahara
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics Vol.644

      ページ: 107-122

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reynolds number dependence of mean flow structure in square duct turbulence2010

    • 著者名/発表者名
      A.Pinelli, M.Uhlmann, A.Sekimoto, G.Kawahara
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics 644

      ページ: 107-122

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical interpretation of coherent structures in near-wall turbulence2009

    • 著者名/発表者名
      G. Kawahara
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research Vol.41

      ページ: 64001-64001

    • NAID

      10028205072

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流体方程式系における不安定周期解の数値計算2009

    • 著者名/発表者名
      河原源太
    • 雑誌名

      数学 61巻

      ページ: 306-316

    • NAID

      10026415337

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical interpretation of coherent structures in near-wall turbulence2009

    • 著者名/発表者名
      G.Kawahara
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research 41

    • NAID

      10028205072

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流体方程式系における不安定周期解の数値計算2009

    • 著者名/発表者名
      河原源太
    • 雑誌名

      数学 61

      ページ: 137-142

    • NAID

      10026415337

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent structures in marginally turbulent square duct flow2008

    • 著者名/発表者名
      M. Uhlmann, A. Pinelli, G. Kawahara, A. Sekimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of IUTAM Symposium on Computational Physics and New Perspectives in Turbulence

      ページ: 137-142

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent structures in marginally turbulent square duct flow2008

    • 著者名/発表者名
      M. Uhlmann, ほか3名
    • 雑誌名

      IUTAM Symposium on Computational Physics and New Perspectives in Turbulence

      ページ: 137-142

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marginally turbulent flow in a square duct2007

    • 著者名/発表者名
      M. Uhlmann, A. Pinelli, G. Kawahara, A. Sekimoto
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics Vol.588

      ページ: 153-162

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Marginally turbulent flow in a square duct2007

    • 著者名/発表者名
      M. Uhlmann, ほか3名
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics 588

      ページ: 153-162

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水平正方形ダクトにおける乱流・浮力駆動二次流れ2010

    • 著者名/発表者名
      河原源太, 関本敦, 関山和英, M. Uhlmann, A. Pinelli
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-01-15
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 水平正方形ダクトにおける乱流・浮力駆動二次流れ2010

    • 著者名/発表者名
      河原源太, 関本敦, 関山和英, M.Uhlmann, A.Pirelli
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2010-01-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 正方形ダクト乱流におけるパフ構造2009

    • 著者名/発表者名
      関本敦, 河原源太, M. Uhlmann, A. Pinelli
    • 学会等名
      日本機械学会第87期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 正方形ダクト乱流におけるパフ構造2009

    • 著者名/発表者名
      関本敦, 河原源太, M.Uhlmann, A.Pinelli
    • 学会等名
      日本機械学会第87期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2009-11-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Buoyancy effects on low-Reynolds-number turbulent flow in a horizontal square duct2009

    • 著者名/発表者名
      A. Sekimoto, K. Sekiyama, G. Kawahara, M. Uhlmann, A. Pinelli
    • 学会等名
      Sixth International Symposium On Turbulence, Heat and Mass Transfer
    • 発表場所
      イタリア
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Buoyancy effects on low-Reynolds-number turbulent flow in a horizontal square duct2009

    • 著者名/発表者名
      A.Sekimoto, K.Sekiyama, G.Kawahara, M.Uhlmann, A.Pinelli
    • 学会等名
      Sixth International Symposium On Turbulence, Heat and Mass Transfer
    • 発表場所
      ローマ大学(イタリア)
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The effect of coherent structures on the secondary flow in a square duct2009

    • 著者名/発表者名
      A. Sekimoto, M. Uhlmann, A. Pinelli, G. Kawahara
    • 学会等名
      12th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      ドイツ
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] The effect of coherent structures on the secondary flow in a square duct2009

    • 著者名/発表者名
      A.Sekimoto, M.Uhlmann, A.Pinelli, G.Kawahara
    • 学会等名
      12th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      マールブルグ大学(ドイッ)
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Travelling waves in a straight square duct2009

    • 著者名/発表者名
      M. Uhlmann, G. Kawahara, A. Pinelli
    • 学会等名
      12th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      ドイツ
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Travelling waves in a straight square duct2009

    • 著者名/発表者名
      M.Uhlmann, G.Kawahara, A.Pinelli
    • 学会等名
      12th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      マールブルグ大学(ドイツ)
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 平面クエット系における層流-乱流吸引域境界上の周期解の不安定多様体2009

    • 著者名/発表者名
      松村篤, 河原源太, L. van Veen
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2009
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-04
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 平面クエット系における層流-乱流吸引域境界上の周期解の不安定多様体2009

    • 著者名/発表者名
      松村篤, 河原源太, L.van Veen
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2009
    • 発表場所
      東洋大学
    • 年月日
      2009-09-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数における加熱水平正方形ダクトの二次流れと乱流構造2009

    • 著者名/発表者名
      関本敦, 関山和英, 河原源太, M. Uhlmann, A. Pinelli
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2009
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数における加熱水平正方形ダクトの二次流れと乱流構造2009

    • 著者名/発表者名
      関本敦, 関山和英, 河原源太, M.Uhlmann, A.Pinelli
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2009
    • 発表場所
      東洋大学
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 乱流現象への力学系的アプローチ2009

    • 著者名/発表者名
      河原源太
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-08-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 乱流現象への力学系的アプローチ2009

    • 著者名/発表者名
      河原源太
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamical description of transition and turbulence in terms of unstable periodic orbits2009

    • 著者名/発表者名
      G. Kawahara
    • 学会等名
      RIMS (Research Institute for Mathematical Sciences) Workshop
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamical description of transition and turbulence in terms of unstable periodic orbits2009

    • 著者名/発表者名
      G.Kawahara
    • 学会等名
      RIMS Workshop
    • 発表場所
      神戸インスティテュート
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高対称性を有する不安定周期運動におけるエネルギー伝達2009

    • 著者名/発表者名
      河原源太, 植田泰彦, 木田重雄, L. van Veen
    • 学会等名
      第58回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-06-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 高対称性を有する不安定周期運動におけるエネルギー伝達2009

    • 著者名/発表者名
      河原源太, 植田泰彦, 木田重雄, L.van Veen
    • 学会等名
      第58回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      日本学術会議
    • 年月日
      2009-06-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The role of coherent structures in low-Reynolds-number turbulent wall flows2008

    • 著者名/発表者名
      G. Kawahara
    • 学会等名
      Wall Bounded Shear Flows: Transition and Turbulence
    • 発表場所
      英国
    • 年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] The role of coherent structures in low-Reynolds-number turbulent wall flows2008

    • 著者名/発表者名
      河原源太
    • 学会等名
      Wall Bounded Shear Flows : Transition And Turbulence
    • 発表場所
      Cambridge大学
    • 年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Coherent structures in near-wall turbulence2008

    • 著者名/発表者名
      G. Kawahara
    • 学会等名
      日本流体力学会40周年講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-09-05
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Coherent structures in near-wall turbulence2008

    • 著者名/発表者名
      河原源太
    • 学会等名
      日本流体力学会40周年講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2008-09-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数水平正方形ダクト乱流への浮力の影響2008

    • 著者名/発表者名
      関山和英, 関本敦, 若林弘輝, 河原源太, M. Uhlmann, A. Pinelli
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2008
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-09-04
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数における水平正方形ダクト乱流への浮力の影響2008

    • 著者名/発表者名
      関山和英, 関本敦, 若林弘輝, 河原源太, M. ウルマン, A. ピネリ
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2008
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2008-09-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 乱流中の不安定周期軌道の数値計算2008

    • 著者名/発表者名
      松村篤, 河原源太
    • 学会等名
      第58回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-12
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 乱流中の不安定周期運動の数値計算2008

    • 著者名/発表者名
      松村篤, 河原源太
    • 学会等名
      第58回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      日本学術会議
    • 年月日
      2008-06-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数正方形ダクト乱流における渦構造2007

    • 著者名/発表者名
      関本敦, 河原源太, M. Uhlmann, A. Pinelli
    • 学会等名
      第85期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2007-11-18
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 低レイノルズ数正方形ダクト乱流における渦構造2007

    • 著者名/発表者名
      関本敦, ほか3名
    • 学会等名
      第85期 日本機械学会流体工学部門 講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-11-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Approach by unstable periodic orbits to the problem of turbulence2007

    • 著者名/発表者名
      G. Kawahara
    • 学会等名
      2007 SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • 発表場所
      アメリカ合衆国
    • 年月日
      2007-05-28
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Approach by unstable periodic orbits to the problem of turbulence2007

    • 著者名/発表者名
      G. Kawahara
    • 学会等名
      2007 SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • 発表場所
      Snowbird Ski and Summer Resort(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2007-05-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Coherent structures in marginally turbulent square duct flow2007

    • 著者名/発表者名
      A. Sekimoto, G. Kawahara, M. Uhlmann, A. Pinelli
    • 学会等名
      The 6th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
    • 発表場所
      アメリカ合衆国
    • 年月日
      2007-05-18
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Coherent structures in marginally turbulent square duct flow2007

    • 著者名/発表者名
      G. Kawahara, ほか3名
    • 学会等名
      The 6th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
    • 発表場所
      Sheraton Princess Kaiulani Hotel(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2007-05-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-thermomech.me.es.osaka-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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