密度非一様性のある非定常界面の非線形発展に関する数理的研究

• 研究課題/領域番号: 23540453
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 大阪市立大学 (2016); 愛媛大学 (2011-2015)
• 研究代表者: 松岡 千博 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10270266)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 渦層 / 非線形発展 / 界面 / MHD flows / density jump / current-vortex sheet / 磁気流体 / 界面運動 / Vortex sheet / 国際情報交流

研究成果の概要

密度が異なった２つの流体の間に生じる界面（渦層）の非定常な大変形を、数理モデルを構成して理論的に調べた。通常の流体界面の研究からはじめて、本研究の後半では、流体を電磁流体（MHD）に拡張し、２種のプラズマが存在する系に界面に平行に磁場をかけたときに界面がどのように発展していくかが理論的に詳しく調べられた。

研究成果

• [雑誌論文] Nonlinear dynamics of non-uniform current-vortex sheets in magnetohydrodynamic fows (2017)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka, K. Nishihara and T. Sano
  • 雑誌名: J. Nonlinear Sci. 巻: 27 号: 2 ページ: 531-572
  • DOI: 10.1007/s00332-016-9343-4
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nonlinear motion of a current-vortex sheet in MHD Richtmyer-Meshkov instability (2016)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka, K. Nishihara and T. Sano
  • 雑誌名: J. Phys. Conference Series 巻: 688 号: 3 ページ: 034005-034005
  • DOI: 10.1088/0031-8949/91/3/034005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Motion of non-uniform double current-vortex sheets in magnetohydrodynamic flow (2016)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka
  • 雑誌名: Phys. Scr. 巻: 91 ページ: 012063-012063
  • DOI: 10.1088/1742-6596/688/1/012063
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Computation of entropy and Lyapunov exponent by a shift transform (2015)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka and K.. Hiraide
  • 雑誌名: Chaos 巻: 25 号: 10
  • DOI: 10.1063/1.4930956
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nonlinear motion of nonuniform current-vortex sheets in MHD Richtmyer-Meshkov instability (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka
  • 雑誌名: Phys. Scripta 巻: 89
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nonlinear motion of non-uniform current-vortex sheets in magnetohydrodynamic flows (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka, K. Nishihara and T. Sano
  • 雑誌名: Fluid Dyn. Res. 巻: 46
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Kelvin-Helmholtz Instability and Roll-up (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka
  • 雑誌名: Scholarpedia 巻: 9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Non-uniform current-vortex sheets in MHD-RMI]{Nonlinear motion of non-uniform current-vortex sheets in MHD Richtmyer-Meshkov instability (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka
  • 雑誌名: Phys. scripta 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear motion of non-uniform current-vortex sheets in magnetohydrodynamic flows (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka, K. Nishihara, and T. Sano
  • 雑誌名: Fluid Dyn. Res 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional vortex sheet motion with axial symmetry in incompressible Richtmyer-Meshkov and Rayleigh-Taylor instabilities (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka
  • 雑誌名: Phys. Scripta 巻: T155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Field Amplification Associated with the Richtmyer-Meshkov Instability (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Sano, Katsunobu Nishihara, Chihiro Matsuoka, and Tsuyoshi Inoue
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 758 ページ: 126-138
• [雑誌論文] A simple model for pattern formation caused in sand dunes by downbursts (2012)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Matsuoka and Yuki Iwai
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Japan 巻: 81
  • NAID: 40019415450
• [雑誌論文] Entropy estimation of the Henon attractor (2012)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Matsuoka and Koichi Hiraide
  • 雑誌名: Chaos, Solitons and Fractals 巻: 45 ページ: 805-809
• [雑誌論文] Effects of the Metal Salts on the Formation and Decay Reactions of alpha-Tocopheroxyl Radical in Acetonitrile Solution. The Complex Formation between alpha-Tocopheroxyl and Metal Cations (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kohno, M. Fijii, C. Matsuoka, H. Hashimoto, A. Ouchi, S. Nagaoka, and K. Mukai
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 115 ページ: 9880-9888
  • 査読あり
• [雑誌論文] Special functions created by Borel-Laplace transform of Henon map (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka and K.. Hiraide
  • 雑誌名: Electro. Res. Ann. Math. Sci. 巻: 18 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [学会発表] Capture of homoclinic points in complex Henon maps (2017)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka and Koichi Hiraide
  • 学会等名: ２０１６年度冬の力学系研究集会
  • 発表場所: 日大軽井沢研修所（長野県 北佐久郡軽井沢町大字軽井沢）
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] 密度の異なった２層流体における界面の非線形発展 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: （土木学会分科会）海洋・海岸における波動の解析モデルの展開
  • 発表場所: 九大応用力学研究所（福岡県春日市春日公園６丁目１番地）
  • 年月日: 2016-12-16
  • 招待講演
• [学会発表] 力学系のホモクリニック点の探索と整関数の零点分布 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博、平出耕一
  • 学会等名: 2016年度応用数学合同研究集会
  • 発表場所: 龍谷大瀬田キャンパス（滋賀県大津市瀬田大江町横谷1番5）
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] MHD における渦層の非線形発展と surface Alfven 波 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博、西原功修、佐野孝好
  • 学会等名: 第71回日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Detecting all homoclinic points in nonlinear dynamics via converging asymptotic expansions and Newton’s method (2016)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博、西原功修、佐野孝好
  • 学会等名: 2015年度冬の力学系研究集会
  • 発表場所: 日本大学研修所（長野県軽井沢市）
  • 年月日: 2016-01-08
• [学会発表] 非可積分力学系における厳密解の構成とカオスの捕捉 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博、平出耕一
  • 学会等名: 応用数学合同研究集会
  • 発表場所: 龍谷大学（滋賀県大津市瀬田）
  • 年月日: 2015-12-17
• [学会発表] 表面張力を伴った2層流体における界面の運動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「海洋・海岸における波動の解析モデルの現状 と展望」
  • 発表場所: 九州大学 （福岡県春日市）
  • 年月日: 2015-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] MHD における境界値からの領域磁場の構成法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2015
  • 発表場所: 東京工業大学（ 東京都目黒区大岡山）
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 磁場による流体不安定性の抑制 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 日本物理学会70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学 早稲田キャンパス（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 磁気流体中に生じる非一様電流渦層の非線形発展 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2014
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-17
• [学会発表] Nonlinear dynamics of non-uniform current-vortex sheets in magnetohydrodynamic flows (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka
  • 学会等名: International conference of Turbulent Mixing and Beyond Workshop ‘Mixing in Rapidly Changing Environment-Probing Matter at the Extremes’ (TMBW-2014)
  • 発表場所: Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP), Trieste, Italy
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-10
  • 招待講演
• [学会発表] MHDリヒトマイヤー・メシュコフ不安定性による超新星爆発残骸での磁場増幅モデル (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: レーザー研シンポジウム2014
  • 発表場所: 大阪大学レーザーエネルギー研究センター（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2014-04-16 – 2014-04-17
• [学会発表] 磁気流体中に生じる電流渦層の時間発展と磁場増幅 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 日本物理学会第６９回年次大会
  • 発表場所: 東海大学、神奈川
• [学会発表] Nonlinear evolution of a double current-vortex sheet in MHD Richtmyer-Meshkov instability (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka, K. Nishihara and T. Sano
  • 学会等名: IFSA2013 (The Eighth International Conference on Fusion Sciences and Applications)
  • 発表場所: Nara, Japan
• [学会発表] 密度非一様性をともなった磁気流体における電流渦層の非線形発展 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 京大数研研究集会「非線形波動現象の数理と応用」
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Nonlinear motion of non-uniform current-vortex sheets in MHD Richtmyer-Meshkov instability (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Matsuoka
  • 学会等名: 55th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • 発表場所: Denver, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 超新星残骸におけるMHDリヒトマイヤー・メシュコフ不安定による磁場増幅機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博、西原功修、佐野孝好
  • 学会等名: 第27回 数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 非一様電流渦層による超新星残骸における磁場増幅 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Henon 写像に付随する差分方程式の Borel-Laplace 変 換によって生成される大域解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 日本数学会 ２０１３年度年会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Nonlinear motion of non-uniform double current-vortex sheets in magnetohydrodynamic flows (2013)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Matsuoka
  • 学会等名: IUTAM Symposium on Vortex Dynamics: Formation, Structure and Function
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] MHDリヒトマイヤー・メシュコフ 不安定性による超新星爆発残骸での 磁場増幅モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 第26回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 東京（オリンピック記念センター）
• [学会発表] Borel-Laplace変換を用いたエノンアトラクターの関数表現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国大
• [学会発表] 2次元磁気流体中に生じる磁気双極子層・渦層の非線形発展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡千博
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国大
• [学会発表] 2次元磁気流体中におけるcurrent-vortex sheetの時間発展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡 千博
  • 学会等名: 日本物理学会第６７回年会
  • 発表場所: 関西学院大学（西宮キャンパス）
• [学会発表] Nonlinear evolution of a current-vortex sheet in incompressible magnetohydrodynamic flow (2011)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Matsuoka
  • 学会等名: Hot Topic Workshop on Fluid Dynamics :Vortex Dynamics, Biofluids and Related Fields(招待講演)
  • 発表場所: National Institute for Mathematical Sciences (NIMS), Daejeon, South Korea
• [学会発表] 密度成層と表面張力を伴った界面の運動における特異性の形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松岡 千博
  • 学会等名: 日本物理学会２０１１秋季大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
• [学会発表] 密度成層を伴った軸対称渦層の３次元発展 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松岡 千博
  • 学会等名: 日本流体力学会年会２０１１
  • 発表場所: 首都大学東京（南大沢キャンパス）
• [学会発表] Magnetic Field Amplification Associated with the Richtmyer-Meshkov Instability (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsunobu Nishihara, Takayoshi Sano, and Chihiro Matsuoka
  • 学会等名: Turbulent Mixing and Beyond, Third International Conference and Advanced School(招待講演)
  • 発表場所: The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP), Trieste, Italy
• [学会発表] Three-dimensional vortex sheet motion with axial symmetry in incompressible Richtmyer-Meshkov and Rayleigh-Taylor instabilities (2011)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Matsuoka
  • 学会等名: Turbulent Mixing and Beyond, Third International Conference and Advanced School(招待講演)
  • 発表場所: The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP), Trieste, Italy