| 研究課題/領域番号 |
19K14883
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 秋田大学 |
|---|
研究代表者 |
佐々木 英一 秋田大学, 理工学研究科, 助教 (60710811)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
|
|---|
| キーワード | 秩序渦 / スパース性 / 数値解 / 乱流 / モデル / スパースモデリング / 流体力学 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
乱流運動には秩序渦が存在する．この事実は，一見複雑に見える流れの本質的な自由度は系の自由度に比べ圧倒的に少ないことを意味する．しかし理論研究によって得た秩序渦の知見を複雑な系に適用する方法は未解決である．
まず，流れ場を疎な渦構造の重ね合わせで記述し，流れ場の限られた情報から重要な渦を推定する数値計算法を開発する．さらに，数値的に得た推定法を実験に適用する．実データから流れ場を推定し，乱流抵抗の要因となる渦を選択的に制御して抵抗低減を達成する．
|
| 研究成果の概要 |
秩序渦の存在は，乱流の本質的な自由度が格子点数など系の自由度に比べ圧倒的に少ないことを示唆する．これをスパースと呼ぶ．スパース性を用いた流れの推定法を調べた．
3次元周期箱乱流について,格子点数の約30%程度の測定で秩序渦を再構成できることを示した．平行平板間Couette流れについて，スパン方向渦の生成過程を数値的に求めた周期解によって示した．球面上の2次元流れについて，高Reynolds数において外力によらず領域を覆う渦をもつ解が存在することを示した．風洞実験について，レーザーシート光源とスモークによる可視化方法を確立し，ピトー管・熱線風速計による測定法を確立した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
乱流運動には秩序渦が存在する．この事実は乱流の本質的な自由度が格子点数など系の自由度に比べ圧倒的に少ないことを示唆する．秩序渦の動力学に関する研究が多くなされてきたが，スパース性を用いた乱流運動の解析や推定は行われていなかった．本研究で，素朴なスパース推定法によって限られた測定点の情報から流れ場を再構成できることが分かった．Couette乱流について新たな秩序渦の動力学を見出した．渦運動に立脚した推定法が必要であることが示された．
|
