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特異渦構造の運動を通した流体乱流現象の力学と統計の高次結合

研究課題

研究課題/領域番号 21340017
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 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関北海道大学

研究代表者

坂上 貴之  北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (10303603)

連携研究者 名和 範人  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (90218066)
松本 剛  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (20346076)
赤堀 公史  静岡大学, 大学院・数理システム工学科, 准教授 (90437187)
研究期間 (年度) 2009 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2009年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード乱流 / 点渦 / 渦層 / 散逸的弱解 / オイラー方程式 / オイラーα方程式 / 点渦系 / 衝突解 / 一様等方乱流 / 点渦力学 / α点渦系 / 自己相似衝突解 / エンストロフィー / 乱流モデル / 衝突多様体 / 点渦統計力学 / 位相正則化 / クゥエット流 / Euler-α方程式
研究概要

乱流の数学理論構築に向けて,流体運動を記述する偏微分方程式の「散逸的弱解」とよばれる解の性質を,流れ場の回転場を表す渦度とよばれる量が点や線に分布している場合の特異渦構造の力学として調べることで,渦力学を通した乱流理論の可能性を探究した.主な結果として,α点渦系と呼ばれる系のαゼロの極限で得られる自己相似衝突解が二次元乱流理論で重要な性質とされる特異エンストロフィー散逸をうむ散逸的弱解の一つであることがわかった.

報告書

(5件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] 二次元Euler-α方程式の弱解の特異極限解とその性質2013

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1823巻 ページ: 54-71

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Anomalous enstrophy dissipation via the self-similar triple collapse of the Euler-alpha point vortices2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 雑誌名

      Nankai Series in Applied Mathematics and Theoretical Physics

      巻: vol.10 ページ: 155-169

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Anomalous enstrophy dissipation via the self-similar triple collapse of the Euler-alpha point vortices2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 雑誌名

      Nankai Series in Pure, Applied Mathematics and Theoretical Physics

      巻: 10 ページ: 155-169

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] 二次元Euler-α方程式の弱解の特異極限解とその性質2013

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1823 ページ: 54-71

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Instantaneous energy and enstrophy variations in Euler-alpha point vortices via triple collapse2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: vol.702 ページ: 188-214

    • DOI

      10.1017/jfm.2012.172

    • NAID

      120005300018

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sakajo, Corrigendum: Oscillatory damping in long-time evolution of the surface quasi-geostrphic equations with generalized viscosity2012

    • 著者名/発表者名
      K. Ohkitani and T
    • 雑誌名

      a numerical study, Nonlinearity

      巻: vol. 25 号: 7 ページ: 2181-2202

    • DOI

      10.1088/0951-7715/25/7/2181

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sakajo, Oscillatory damping in long-time evolution of the surface quasi-geostrphic equations with generalized viscosity2010

    • 著者名/発表者名
      K. Ohkitani and T
    • 雑誌名

      a numerical study, Nonlinearity

      巻: vol. 23 ページ: 3029-3051

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillatory damping in long-time evolution of the surface quasi-geostrophic equations with generalised viscosity : a numerical study2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ohkitani, T.Sakajo
    • 雑誌名

      Nonlineartiy

      巻: 23 ページ: 3029-3051

    • NAID

      120006459653

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 球面点渦相互作用の高速Tree-codeアルゴリズム2009

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 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」

      巻: 1642巻 ページ: 184-196

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] From generation to chaotic motion of a ring configuration of vortex structure on a sphere2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 雑誌名

      Theor. Comput. Fluid Dyn.

      巻: vol,24 ページ: 151-156

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] From generation to chaotic motion of a ring configuration of vortex structures on a sphere2009

    • 著者名/発表者名
      T.Sakajo
    • 雑誌名

      Theoretical and Computational Fluid Dynamics 24

      ページ: 151-156

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 球面点渦相互作用の高速tree-codeアルゴリズム2009

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 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: 184-196

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Euler-α方程式の点渦衝突によるエンストロフィー散逸2012

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究集会「流体と気体の数学解析」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2012-07-06
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 二次元Euler-α流れの点渦衝突と特異エンストロフィー散逸2012

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      北海道大学複雑系セミナー
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2012-06-11
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] α点渦系の三体衝突によるエンストロフィー散逸2012

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] α点渦系の三体衝突によるエンストロフィー散逸2012

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      日本数学会年会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Enstrophy dissipation in Euler alpha point vortices via triple collapse2012

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      北海道大学北東解析研究集会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2012-02-17
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Euler-α方程式の点渦衝突によるエンストロフィー散逸2012

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所 共同研究集会
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所(京都市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 二次元Euler-α方程式の弱解の特異極限解とその性質について2011

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究「偏微分方程式の背後にある確率過程と解の族が示す統計力学的な現象の解析」
    • 発表場所
      京都大学数理奇跡研究所.
    • 年月日
      2011-12-20
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 二次元Euler-α方程式の弱解の特異極限解とその性質について2011

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究「偏微分方程式の背後にある確率過程と解の族が示す統計力学的な現象の解析」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所(京都市)
    • 年月日
      2011-12-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Enstrophy dissipation in Euler-alpha point vortices via triple collapse2011

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      Emerging Topics on Differential Equations and their Applications- Sino-Japan Conference of Young Mathematicians
    • 発表場所
      Nankai University,China, Invited speaker.
    • 年月日
      2011-12-07
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 三点渦衝突によるハミルトンエネルギーの変動2011

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      大阪大学大学院基礎工学研究科流体科学セミナー
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-08-29
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Energy variations of a point-vortex dynamics via triple collapse2011

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      東北大学大学院情報科学研究科仙台シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-08-17
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体方程式の特異点形成に関する数学的・数値的研究2009

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      東京工業大学グローバルCOE計算世界観の深化と展開シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-12-31
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2019-07-29  

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