十分発達した電磁流体乱流の計算科学:普遍性の検証及び情報縮約手法の開発

• 研究課題/領域番号: 22740255
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 芳松 克則 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70377802)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 流体 / 計算物理 / 数値物理 / 応用数学 / 数理物理

研究概要

3 次元一様電磁流体乱流の大規模直接数値計算(DNS)データを解析し、ある極限の下で厳密に成立する統計法則のひとつである 3 次モーメントに対する 5 分の 4 則の検証、及び、ウェーブレット解析に基づく情報縮約手法(CVCS 手法)の開発を行った。非等方性の 5 分の 4 則への影響が電気伝導性をもたない流体の乱流に比べずっと大きいことなどが分かった。開発したCVCS 手法が DNS の自由度の僅か約 5%の自由度を保持するだけにもかかわらず、乱流統計量の時間発展をよく再現することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Coherent Vorticity and Current Density Simulation of Three-Dimensional Magnetohydrodynamic Turbulence Using Orthogonal Wavelets (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, Y. Kawahara, K. Schneider and M. Farge
  • 雑誌名: Geophys. Astrophys. Fluid Dyn 巻: 107 ページ: 73-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent Vorticity and Current Density Simulation of Magnetohydrodynamic Turbulence (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, Y. Kawahara, K. Schneider, and M. Farge
  • 雑誌名: Proceedings of 31st JSST AnnualConference JSST 2012 InternationalConference on Simulation Technology Sep ページ: 184-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Examination of the Four-Fifths Law for Longitudinal Third-Order Moments in Incompressible Magnetohydrodynamic Turbulence in aPeriodic Box (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Examination of the Four-Fifths Law for Longitudinal Third-Order Moments in Incompressible Magnetohydrodynamic Turbulence in a Periodic Box (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 85 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreve.85.066313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent vorticity and current density simulation of three-dimensional magnetohydrodynamic turbulence using orthogonal wavelets (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshimatsu, N.Okamoto, Y.Kawahara, K.Schneider, M.Farge
  • 雑誌名: Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics 巻: (印刷中)(in press) 号: 1-2 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1080/03091929.2012.654790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent Vorticity and Current Density Simulation of Magnetohydrodynamic Turbulence (2012)
  • 著者名/発表者名: Coherent Vorticity and Current Density Simulation of Magnetohydrodynamic Turbulence
  • 雑誌名: Proceedings of 31st JSST Annual Conference JSST 2012 International Conference on Simulation Technology Sep. 27-28, 2012, Kobe, Japan 巻: なし ページ: 184-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Directional andScale-Dependent Statistics of Quasi-Static Magnetohydrodynamic Turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider and M. Farge
  • 雑誌名: ESAIM: PROCEEDINGS 巻: 32 ページ: 95-102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermittency and Geometrical Statistics of Three-Dimensional HomogeneousMagnetohydrodynamic Turbulence: A Wavelet Viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, K. Schneider, N. Okamoto, Y. Kawahara, and M. Farge
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermittency of Quasi-StaticMagnetohydrodynamic Turbulence: AWavelet Viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider, and M. Farge
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 318 ページ: 72035-72035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Directional and scale-dependent statistics of quasi-static magnetohydrodynamic turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Okamoto, K.Yoshimatsu, K.Schneider, M.Farge
  • 雑誌名: ESAIM : PROCEEDINGS 巻: 32 ページ: 95-102
  • DOI: 10.1051/proc/2011014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermittency and geometrical statistics of three-dimensional homogeneous magnetohydrodynamic turbulence : a wavelet viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshimatsu, K.Schneider, N.Okamoto, Y.Kawahara, M.Farge
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 18 号: 9
  • DOI: 10.1063/1.3628637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermittency of quasi-static magnetohydrodynamic turbulence : a wavelet viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Okamoto, K.Yoshimatsu, K.Schneider, M.Farge
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 318 号: 7 ページ: 072035-072035
  • DOI: 10.1088/1742-6596/318/7/072035
• [学会発表] Intermittency and isotropy in three-dimensional homogeneous magnetohydrodynamic turbulence、Mathematical Theory of Turbulence via Harmonic Analysis and Computational Fluid Dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu
  • 学会等名: Nagoya University, Japan
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] Coherentvorticity and current density simulation of three-dimensional magnetohydrodynamic turbulence using orthogonal wavelets (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, Y. Kawahara, K. Schneider and M. Farge
  • 学会等名: American Physical Society 65th Annual DFD Meeting
  • 発表場所: San Diego, California
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] CoherentVorticity and Current Density Simulation of Magnetohydrodynamic Turbulence (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, Y. Kawahara, K. Schneider, and M. Farge
  • 学会等名: 31st JSST Annual Conference JSST 2012International Conference on Simulation Technology
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] 直接数値計算による三次元レイリー・ベナール対流乱流の渦構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丹羽佑太, 星野邦雄, 芳松克則, 石原卓
  • 学会等名: 日本流体力学会年会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Coherent vorticity simulation of three-dimensional forced homogeneous isotropic turbulence using orthogonal wavelets (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider, M. Farge and Y. Kaneda
  • 学会等名: 6th EUROPEAN CONGRESS ON COMPUTATIONAL METHODS IN APPLIED SCIENCES AND ENGINEERING
  • 発表場所: ウィーン, オーストリア.
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] ウェーブレット解析を用いた乱流の情報縮約手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則
  • 学会等名: 平成23年度数学・数理科学と諸数学・産業との連携ワークショップ「乱流と流体方程式の解の特異性」
  • 発表場所: 名古屋大学.
  • 年月日: 2012-01-27
• [学会発表] ウェーブレット解析を用いた乱流の情報縮約手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則
  • 学会等名: 平成23年度数学・数理科学と諸数学・産業との連携ワークショップ「乱流と流体方程式の解の特異性」
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2012-01-27
• [学会発表] 3次元レイリー・ベナール対流乱流における渦構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野邦雄, 芳松克則
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] 3次元レイリー・ベナール対流乱流における渦構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野邦雄、芳松克則
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] ウェーブレット解析を用いた3次元乱流のアダプティブシミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 森島由太, 岡本直也, 芳松克則
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学.
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] ウェーブレット解析を用いた3次元乱流のアダプティブシミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 森島由太、岡本直也、芳松克則、K.Schneider, M.Farge
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] Intermittency and geometrical statistics of 3d homogeneous magnetohydrodynamic turbulence using wavelets (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Schneider, K. Yoshimatsu, N. Okamoto, Y. Kawahara, and M. Farge
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • 発表場所: Salt LakeCity (USA)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Intermittency and geometrical statistics of 3d homogeneous magnetohydrodynamic turbulence using wavelets (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Schneider, K.Yoshimatsu, N.Okamoto, Y.Kawahara, M.Farge
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics, November 14-18, 2011 ; Salt Lake City, Utah
  • 発表場所: Salt Lake City (USA)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] 3次元電磁流体乱流における4/5則の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則
  • 学会等名: RIAM 研究集会「乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性」
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] 3次元電磁流体乱流における4/5則の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則
  • 学会等名: RIAM研究集会「乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性」
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] Intermittency of quasistatic magnetohydrodynamic turbulence: A wavelet viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider and M. Farge
  • 学会等名: CCS Symposium Autumn 2011
  • 発表場所: 名古屋大学.
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Intermittency of quasi-static magnetohydrodynamic turbulence : A wavelet viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Okamoto, K.Yoshimatsu, K.Schneider, M.Farge
  • 学会等名: CCS Symposium Autumn 2011
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Intermittency of quasistatic magnetohydrodynamic turbulence: A wavelet viewpoint、Fundamental problems of turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider and M. Farge
  • 学会等名: 50 years after the Marseille Conference 1961
  • 発表場所: Marseille, France
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Intermittency of quasi-static magnetohydrodynamic turbulence : A wavelet viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Okamoto, K.Yoshimatsu, K.Schneider, M.Farge
  • 学会等名: Fundamental problems of turbulence, 50 years after the Marseille Conference 1961
  • 発表場所: Marseille (France)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Intermittency of quasi-static magnetohydrodynamic turbulence : A wavelet viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Okamoto, K.Yoshimatsu, K.Schneider, M.Farge
  • 学会等名: 13th European Turbulence Conference
  • 発表場所: Warsaw (Poland)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 様回転乱流における秩序渦構造の形成:弱い単純剪断流の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丹羽祐太,芳松克則, 石原卓, 三次元一
  • 学会等名: 日本流体力学会 年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京.
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 三次元一様回転乱流における秩序渦構造の形成:弱い単純剪断流の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丹羽祐太、芳松克則、石原卓
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京(東京都)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Intermittency of quasistatic magnetohydrodynamic turbulence: A wavelet viewpoint (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider and M. Farge
  • 学会等名: 3th European Turbulence Conference
  • 発表場所: Warsaw , Poland.
  • 年月日: 2011-09-05
• [学会発表] ウェーブレット解析に基づく電磁流体乱流の秩序構造シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 川原康弘, 芳松克則, 岡本直也
  • 学会等名: 24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] ウェーブレット解析に基づく電磁流体乱流の秩序構造シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 川原康弘, 芳松克則, 岡本直也
  • 学会等名: 第24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶応大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] 3 次元非圧縮性一様等方乱流におけるウェーブレット解析に基づく情報縮約 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本直也, 芳松克則, K. Schneider, M.Farge
  • 学会等名: 平成22 年度共同利用研究集会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] 3次元非圧縮性一様等方乱流における、ウェーブレット解析に基づく情報縮約 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本直也、芳松克則、K.Schneider、M.Farge、金田行雄
  • 学会等名: 平成22年度共同利用研究集会「乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所(福岡県春日市)
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] 乱流のウェーブレット解析- 情報縮約手法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則
  • 学会等名: RIMS 共同研究「ウェーブレットの発展と理工学的応用」
  • 発表場所: 京都大学(招待)
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] 乱流のウェーブレット解析-情報縮約手法の開発- (2010)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則
  • 学会等名: RIMS共同研究「ウェーブレットの発展と理工学的応用」
  • 発表場所: 京都大学数理解析研究所(京都市)
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] 一様等方性乱流の秩序渦度シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則, 岡本直也, 金田行雄
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 一様等方性乱流の秩序渦度シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則, 岡本直也, 金田行雄
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪府堺市)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] ウェーブレット解析による乱流の情報縮約手法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則, 岡本直也
  • 学会等名: 第4回シミュレーション科学シンポジウム
  • 発表場所: 自然科学研究機構核融合科学研究所 (招待).
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] ウェーブレット解析による乱流の情報縮約手法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則, 岡本直也
  • 学会等名: 第4回シミュレーション科学シンポジウム
  • 発表場所: 自然科学研究機構核融合科学研究所(岐阜県土岐市)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] Intermittency and isotropy in three-dimensional homogeneous magnetohydrodynamic turbulence
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu
  • 学会等名: Mathematical Theory of Turbulence via Harmonic Analysis and Computational Fluid Dynamics
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] Coherent vorticity and current density simulation of three-dimensional magnetohydrodynamic turbulence using orthogonal wavelets
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, Y. Kawahara, K. Schneider and M. Farge
  • 学会等名: American Physical Society 65th Annual DFD Meeting
  • 発表場所: San Diego, California
• [学会発表] Coherent Vorticity and Current Density Simulation of Magnetohydrodynamic Turbulence
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, Y. Kawahara, K. Schneider, and M. Farge
  • 学会等名: 31st JSST Annual Conference JSST 2012 International Conference on Simulation Technolog
  • 発表場所: 神戸大学 Integrated Research Center
• [学会発表] 直接数値計算による三次元レイリー・ベナール対流乱流の渦構造
  • 著者名/発表者名: 丹羽佑太, 星野邦雄, 芳松克則, 石原 卓
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知大学 朝倉キャンパス
• [学会発表] Coherent vorticity simulation of three-dimensional forced homogeneous isotropic turbulence using orthogonal wavelets
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider, M. Farge and Y. Kaneda
  • 学会等名: 6th EUROPEAN CONGRESS ON COMPUTATIONAL METHODS IN APPLIED SCIENCES AND ENGINEERING
  • 発表場所: ウィーン, オーストリア