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曲がりをもつ渦構造の非線形ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 20540379
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関東北大学 (2009-2011)
九州工業大学 (2008)

研究代表者

服部 裕司  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70261469)

研究期間 (年度) 2008 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード渦運動 / 線形安定性 / 曲率不安定性 / 直接数値シミュレーション / 非線形性 / 乱流 / らせん渦 / 渦輪 / 短波長安定性解析
研究概要

渦は流れの基本構造である。本研究は渦のふるまいに対する曲がりの普遍的な効果を明らかにすることを目的としている。曲がりをもつ渦構造として太い渦輪・らせん渦などの具体例を取り上げ、不安定性と非線形ダイナミクスについて理論的に調べ、これを一般的な渦構造に展開した。さらに、多くの渦に存在する軸流の効果を理論および数値シミュレーションにより明らかにした。得られた知見を利用し、乱流の統計法則の精密化を行った。

報告書

(6件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (28件) (うち査読あり 22件) 学会発表 (26件)

  • [雑誌論文] Effects of axial flow on the stability of a helical vortex tube2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori and Y. Fukumoto
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: Vol.24

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 渦対の形成過程の数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 中野わかな, 畠山望, 福本康秀
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1776 ページ: 91-99

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential-geometric structures of ideal magnetohydrodynamics and plasma instabilities2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori
    • 雑誌名

      Journal of Math-for-Industry

      巻: 3 ページ: 119-123

    • NAID

      40019161272

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Exact Solutions for Vortex Rings with Swirl and Magnetic Field2011

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hattori, Stefan G.Llewellyn Smith
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration

      ページ: 144-145

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Instability of a Helical Vortex Tube with Axial Flow2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuhide Fukumoto, Yuji Hattori
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration

      ページ: 148-149

    • NAID

      130005020750

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] らせん渦の線形安定性解析:ノーマルモード解析と短波長解析の関係2011

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1749 ページ: 205-216

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Short-wavelength stability analysis of Hill's vortex with/without swirl2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori and K. Hijiya
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: Vol.22

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-wave stability of a helical vortex tube : the effect of torsion on the curvature instability2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori and Y. Fukumoto
    • 雑誌名

      Theoretical and Computational Fluid Dynamics

      巻: Vol.24 ページ: 363-368

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-wavelength stability analysis of Hill's vortex with/without swirl2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, K.Hijiya
    • 雑誌名

      Physics of Fluids Vol.22

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-wave stability of a helical vortex tube : the effect of torsion on the curvature instability2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, Y.Fukumoto
    • 雑誌名

      Theoretical and Computational Fluid Dynamics Vol.24

      ページ: 363-368

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-wavelength stability analysis of Hill's vortex with/without swirl2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, K.Hijiya
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 22

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Normal-Mode Stability Analysis of a Helical Vortex Tube2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Fukumoto, Y.Hattori
    • 雑誌名

      Proceedings of The Tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration

      ページ: 136-137

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Axisymmetric Steady Magnetic Vortices with Swirl2010

    • 著者名/発表者名
      Stefan G.Llewellyn Smith, Y.Hattori
    • 雑誌名

      Proceedings of The Tenth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration

      ページ: 144-145

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study of Formation of a Vortex Pair by Realistic Simulation2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, W.I.Nakano, N.Hatakeyama, Y.Fukumoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th International Congress on Vortex Flow and Vortex Methods

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 渦運動と音波:Hillの球形渦の場合2010

    • 著者名/発表者名
      服部裕司
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1697 ページ: 208-220

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Short-wave stability of a helical vortex tube : the effect of torsion on the curvature instability2010

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 雑誌名

      Theoretical and Computational Fluid Dynamics 24

      ページ: 363-368

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Dynamics of Disturbed Vortices2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori and Y. Fukumoto
    • 雑誌名

      Proceedings of The Sixth International Conference of Flow Dynamics

      ページ: 568-568

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of Volume Penalization Method for Direct Numerical Simulation of Incompressible Flows2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori
    • 雑誌名

      Proceedings of The Ninth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration

      ページ: 116-117

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-wavelength Stability Analysis of a Helical Vortex Tube2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori and Y. Fukumoto
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: Vol.21

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Dynamics of Disturbed Vortices2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, Y.Fukumoto
    • 雑誌名

      Proceedings of The Sixth International Conference of Flow Dynamics

      ページ: 568-568

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of Volume Penalization Method for Direct Numerical Simulation of Incompressible Flows2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori
    • 雑誌名

      Proceedings of The Ninth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration

      ページ: 116-117

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-wavelength Stability Analysis of a Helical Vortex Tube2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, Y.Fukumoto
    • 雑誌名

      Physics of Fluids Vol.21

    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of Volume Penalization Method for Direct Numerical Simulation of Incompressible Flows2009

    • 著者名/発表者名
      服部裕司
    • 雑誌名

      Proceedings of The Ninth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration

      ページ: 116-117

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Dynamics of Disturbed Vortices2009

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 雑誌名

      Proceedings of The Sixth International Conference of Flow Dynamics

      ページ: 568-568

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 渦構造の曲率安定性2009

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録「オイラー方程式の数理:渦運動150年」 1642

      ページ: 197-205

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Short-wavelength Stability Analysis of a Helical Vortex Tube2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori, Y. Fukumoto
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 21

      ページ: 14104-14104

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 渦構造の曲率安定性2009

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録「オイラー方程式の数理 : 渦運動150年」 1642

      ページ: 197-205

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 太い渦輪の短波長安定性解析2009

    • 著者名/発表者名
      泥谷圭亮, 服部裕司
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所研究集会報告「乱流現象及び多自由度系の動力学, 構造と統計法則」 20ME-SB

      ページ: 158-165

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] swirlをもつ磁気渦輪のcontour dynamicsとその一般化2012

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, Stefan Llewellyn Smith
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(西宮)
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Instability of a Helical Vortex Tube with Axial Flow2011

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hattori
    • 学会等名
      Hot Topic Workshop on Fluid Dynamics : Vortex Dynamics, Biofluids and Related Fields
    • 発表場所
      大田(韓国)
    • 年月日
      2011-12-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Instability of a Helical Vortex Tube with Axial Flow2011

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hattori
    • 学会等名
      Hot Topic Workshop on Fluid Dynamics : Vortex Dynamics, Biofluids and Related Fields
    • 発表場所
      NIMS(韓国、大田)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Stability of a helical vortex tube with axial flow2011

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hattori, Yasuhide Fukumoto
    • 学会等名
      APS 64th Annual DFD Meeting
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center(米国,ボルティモア)
    • 年月日
      2011-11-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of volume penalization method for simulation of flow around complex bodies2011

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hattori
    • 学会等名
      CCS Symposium Autumn 2011
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2011-11-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of volume penalization method for simulation of flow around complex bodies2011

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hattori
    • 学会等名
      CCS Symposium Autumn 2011
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 軸流をもつらせん渦のモード安定性解析2011

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山)
    • 年月日
      2011-09-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 軸流をもつらせん渦の短波長安定性解析2011

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2011
    • 発表場所
      首都大学東京(八王子)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 渦対形成過程の直接数値シミュレーション研究2010

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 中野わかな, 畠山望, 福本康秀
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      堺
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Realistic DNS of Vortex Pair Formation2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, W.I.Nakano, N.Hatakeyama
    • 学会等名
      The 8th Euromech Fluid Mechanics Conference
    • 発表場所
      ドイツ、バドライシェンホール
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 渦対の形成過程の現実的数値シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 中野わかな, 畠山望, 福本康秀
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2010
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] らせん渦の線形安定性解析:ノーマルモード解析と短波長解析の関係2010

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 学会等名
      RIMS研究集会「オイラー方程式の数理:力学と変分原理250年」
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] らせん渦の線形安定性解析:ノーマルモード解析と短波長解析の関係2010

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 学会等名
      RIMS研究集会「オイラー方程式の数理:力学と変分原理250年」
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Local Stability Analysis of Fat Vortex Ring2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori and K. Hijiya
    • 学会等名
      The 62nd Annual Meeting of the American Physical Society's Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      ミネアポリス(アメリカ)
    • 年月日
      2009-11-23
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 自己評価報告書
  • [学会発表] Local Stability Analysis of Fat Vortex Rings2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, K.Hijiya
    • 学会等名
      The 62nd Annual Meeting of the American Physical Society's Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      ミネアポリス(アメリカ)
    • 年月日
      2009-11-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 渦輪の安定性 : swirlの効果2009

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 泥谷圭亮
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 渦輪の安定性:swirlの効果2009

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 泥谷圭亮
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] Curvature instability of vortical structures2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori, K. Hijiya and Y. Fukumoto
    • 学会等名
      Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics, Third International Symposium
    • 発表場所
      ノッティンガム(イギリス)
    • 年月日
      2009-08-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] 渦運動と音波:Hillの球形渦の場合2009

    • 著者名/発表者名
      服部裕司
    • 学会等名
      RIMS研究集会「オイラー方程式の数理:渦運動と音波150年」
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2009-07-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 太い渦輪の線形安定性2009

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 泥谷圭亮
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学(東京)
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Short-wave stability of a helical vortex tube : The effect of torsion on the curvature instability2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori and Y. Fukumoto
    • 学会等名
      IUTAM Symposium : 150 Years of Vortex Dynamics
    • 発表場所
      コペンハーゲン(デンマーク)
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 自己評価報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] らせん渦の安定性 : 捩りと回転の効果2008

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手)
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 短波長極限におけるらせん渦の不安定性2008

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2008
    • 発表場所
      神戸大学(神戸)
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Curvature instability of a vortex ring and a helical vortex tube2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori and Y. Fukumoto
    • 学会等名
      22nd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      アデレード(オーストラリア)
    • 年月日
      2008-08-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 自己評価報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Curvature instability of vortical structures2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hattori, K.Hijiya, Y.Fukumoto
    • 学会等名
      Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics, Third International Symposium
    • 発表場所
      ノッティンガム(イギリス)
    • 年月日
      2008-08-12
    • 関連する報告書
      2010 自己評価報告書
  • [学会発表] 渦構造の曲率不安定性2008

    • 著者名/発表者名
      服部裕司, 福本康秀
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「オイラー方程式の数理 : 渦運動150年」
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      2008-07-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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