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乱流混合と雲マイクロ物理素過程の大規模並列数値計算による解明

研究課題

研究課題/領域番号 24360068
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

後藤 俊幸  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70162154)

研究分担者 渡邊 威  名古屋工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30345946)
三浦 英昭  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40280599)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2012年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード乱流混合 / 雲マイクロ物理 / 大規模計算 / スカラー / 異常揺らぎ / 雲粒子 / 乱流 / スカラー混合輸送 / 大規模並列計算 / スケーリング指数 / 普遍性 / スペクトル / 高シュミット数 / 粒子衝突 / スカラー輸送 / MPI / ハイブリッドコード
研究成果の概要

雲粒子が雨粒子にまで成長する雲マイクロ物理過程を第1原理から計算する雲マイクロ物理シミュレータを開発し,上昇気流とともに移動する系内での乱流と雲粒子の成長を約20分にわたりシミュレートできた.平均雲粒子半径の成長,粒径分布の広がり,逆転層近傍での系の上下振動,乱流効果などを解析した.乱流混合における温度などの強い揺らぎのモーメントのスケーリング指数が普遍的ではないこと,普遍性は規格化されたモーメントのスケーリング指数にあることを発見した.雲粒子の核となるエアロゾルなどの高シュミット数のスカラーのスペクトルを計算し理論との一致を見,乱流の間欠性の影響を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (40件) (うち招待講演 12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Spectrum of Passive Scalar at Very High Schmidt Number in Turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh, T. Watanabe, and H. Miura
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 9 号: 0 ページ: 3401019-3401019

    • DOI

      10.1585/pfr.9.3401019

    • NAID

      130005098528

    • ISSN
      1880-6821
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Power-law spectra formed by stretching polymers in decaying isotropic turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe and Toshiyuki Gotoh
    • 雑誌名

      Phys. Fluids

      巻: 26 号: 3 ページ: 35110-35110

    • DOI

      10.1063/1.4869102

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 乱流の減衰過程に及ぼす高分子の影響2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊威, 後藤俊幸
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1882 ページ: 55-64

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hybrid Eulerian-Lagrangian simulations for polymer-turbulence interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe, Toshiyuki Gotoh
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech.

      巻: 717 ページ: 535-575

    • DOI

      10.1017/jfm.2012.595

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cloud droplet growth and updraft in cloud microphysics simulator2015

    • 著者名/発表者名
      T.Gotoh
    • 学会等名
      International Workshop on Cloud Turbulence
    • 発表場所
      Nagoya Institute of Technology
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雲マイクロ物理シミュレータによる雲乱流と雲粒子成長の解析2014

    • 著者名/発表者名
      後藤 俊幸, 市川 智也, 末廣 保
    • 学会等名
      日本流体力学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京
    • 年月日
      2014-12-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Intermittency and universality of small scales of passive scalar in turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh and T. Watanabe
    • 学会等名
      APS, 67th Annual Mtg. of the Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 雲乱流中の上昇気流と雲粒子の成長について2014

    • 著者名/発表者名
      末廣 保、後藤俊幸、渡邊威
    • 学会等名
      日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 雲乱流中における雲粒子の衝突過程2014

    • 著者名/発表者名
      市川智也、後藤俊幸、渡邊威
    • 学会等名
      日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      三重大学
    • 年月日
      2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 雲マイクロ物理過程における雲乱流と上昇気流2014

    • 著者名/発表者名
      末廣保、後藤俊幸、渡邊威
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 雲乱流中における雲粒子の衝突過程2014

    • 著者名/発表者名
      市川智也、渡邊威、後藤俊幸
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Intermittency and universality of passive scalar fluctuations in turbulence at very high Reynolds number2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh and T. Watanabe
    • 学会等名
      Plasma Simulator Symposium
    • 発表場所
      核融合科学研究所(岐阜県土岐市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雲マイクロ物理過程と乱流輸送2014

    • 著者名/発表者名
      後藤俊幸,市川智也,末廣保
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Universality of small scale statistics of passive scalar in turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh and T. Watanabe
    • 学会等名
      Turbulent Mixing and Beyond Workshop
    • 発表場所
      ICTP,Trieste, Italy
    • 年月日
      2014-08-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 弾性乱流のオイラー・ラグランジュシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊威, 後藤俊幸
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2014-07-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 雲マイクロ物理過程と乱流混合輸送との相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      後藤俊幸
    • 学会等名
      学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点第6回シンポジウム
    • 発表場所
      THE GRAND HALL, Tokyo
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Elastic Turbulence in Taylor-Green flow2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh and T. Watanabe
    • 学会等名
      Conference on Dynamics of Particles in Flows
    • 発表場所
      NORDITA, Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Turbulence and droplets in cloud simulator2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh, T. Watanabe, Y. Kozaki, Y. Suzuki, and K. Yamamoto
    • 学会等名
      Conference on Dynamics of Particles in Flows
    • 発表場所
      NORDITA, Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2014-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パッシブスカラー乱流の統計理論と普遍性2014

    • 著者名/発表者名
      後藤 俊幸
    • 学会等名
      京大数理研 研究集会「大スケール流体運動と乱流揺らぎ」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectrum and intermittency of passive scalar in turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh
    • 学会等名
      2nd international workshop on Mathematical Theory of Turbulence via Harmonic Analysis and Computational Fluid Dynamics in 2014
    • 発表場所
      Nara
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Turbulence and cloud droplet interaction2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh, T. Watanabe, Y. Kozaki, Y. Suzuki, and K. Yamamoto
    • 学会等名
      Workshop on Fundamental Aspects of Geophysical Turbulence
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Taylor-Green流れにおける弾性乱流の性質2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊威、後藤俊幸
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 希薄高分子溶液における低レイノルズ数乱流の性質2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊威, 後藤俊幸
    • 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
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 乱流の減衰過程に及ぼす高分子の影響2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊威, 後藤俊幸
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「多重物理・多重スケール乱流現象の数理」
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2013-01-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 雲マイクロ物理過程と乱流スカラー輸送の大規模シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      後藤俊幸、小崎友裕、 渡邊威、 尾形修司、小林亮,、石井克哉、草野完也、坪木和久
    • 学会等名
      名古屋大学HPC 計算科学連携研究プロジェクト成果報告シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 雲マイクロ物理過程と乱流混合との相互作用の計算科学的解明2013

    • 著者名/発表者名
      後藤俊幸、小崎友裕、 渡邊威、 尾形修司、小林亮,、松尾啓、石井克哉、石原卓
    • 学会等名
      学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点 第5回シンポジウム
    • 発表場所
      THE GRAND HALL、品川
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Taylor-Green 流れにおける弾性乱流2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊威、後藤俊幸
    • 学会等名
      日本流体力学会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パッシヴスカラーの慣性移流領域における普遍性2013

    • 著者名/発表者名
      後藤俊幸。渡邊威
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Interaction between cloud droplets and decaying turbulence2013

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh, T. Watanabe, Y. Kozaki, and Y. Suzuki
    • 学会等名
      European Turbulence Conference
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] On the universality of small scale statistics of turbulence and passive scalar2013

    • 著者名/発表者名
      T.Gotoh
    • 学会等名
      Turbulence Colloquium Mediterranea TCM 2013
    • 発表場所
      Sidi Bou Said, Tunisia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical study of turbulent mixing in clouds2013

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh, T. Watanabe, Y. Kozaki, and Y. Suzuki
    • 学会等名
      Seminar on Fluid Dynamics at Ilmenau University of Technology
    • 発表場所
      Ilmenau University of Technology
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雲マイクロ物理過程と乱流混合との相互作用2013

    • 著者名/発表者名
      後藤俊幸、渡邊威、小﨑友裕、鈴木祐有紀
    • 学会等名
      第7回 NIT-NIFS 共同セミナー
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 乱流中における雲粒子の空間分布2013

    • 著者名/発表者名
      山本一夫、後藤俊幸
    • 学会等名
      第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 希薄高分子溶液における乱流のハイブリッドシミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      西岡優樹、渡邊威、後藤俊幸
    • 学会等名
      第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Velocity intermittency and Lagrangian correlation for scalar spectrum at high Schmidt number2013

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh and T. Suehiro
    • 学会等名
      Workshop on Turbulence and Amorphous Materials
    • 発表場所
      Eilat, Israel
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Statistics and dynamics of scalar at small scales in turbulence2013

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh, T. Watanabe, and H. Miura
    • 学会等名
      The 23rd International Toki Conference on Large-scale Simulation and Fusion Science
    • 発表場所
      Toki
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 直接数値計算による乱流中の粒子間衝突頻度の解析2013

    • 著者名/発表者名
      塩津直哉,渡邊 威,後藤 俊幸
    • 学会等名
      第11回日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パッシヴスカラー乱流におけるスカラー勾配場の構造とその統計性2013

    • 著者名/発表者名
      柴田純一,渡邊 威,後藤 俊幸
    • 学会等名
      第11回日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Universality of spectrum of passive scalar variance at very high Schmidt number in isotropic steady turbulence2012

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh
    • 学会等名
      APS meeting
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2012-11-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 雲粒子と乱流による雲マイクロ物理過程のシミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      小崎友裕, 後藤俊幸, 渡邊威
    • 学会等名
      第10回日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      千曲市
    • 年月日
      2012-11-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 雲中の雲粒子集団の挙動と乱流2012

    • 著者名/発表者名
      是石拓哉, 後藤俊幸, 渡邊威, 三浦英昭
    • 学会等名
      第LO回日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      千曲市
    • 年月日
      2012-11-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic energy spectrum of the 10w Reynolds number turbulence with polymer additives2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe and T. Gotoh
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics (CCP2012)
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2012-10-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 雲中の水滴と乱流の相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      是石拓哉, 後藤俊幸, 三浦英昭
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2012-10-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 雲マイクロ物理過程と乱流との相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      小崎友裕, 後藤俊幸, 渡邊威
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] International Workshop on Cloud Turbulence

    • URL

      http://comphys.web.nitech.ac.jp/cloud.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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