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閉領域内の乱流に生じる大規模循環流の反転機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25400400
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
研究機関京都大学

研究代表者

松本 剛  京都大学, 理学研究科, 助教 (20346076)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード乱流理論 / 大規模流れ / 確率論的モデリング / 乱流の大規模構造 / ノイズ誘起転移 / ノイズによる転移
研究成果の概要

乱れた流れには、大きな空間規模、大きな時間規模に注目すると秩序的な構造が存在することがある。特に閉じた容器内の乱流には容器と同じ程度の大きさで循環する秩序流れが生じることがある。さらに、条件によっては、この循環流の向きが長時間維持された後にランダムに突然反対になることがある。この乱流中の大規模循環流の反転の仕組みの解明が本研究の目的である。
我々は、反転が生じる最も単純な2次元乱流系の高精度数値計算を通じて、この系のランダムな反転現象を良く記述する確率的モデルを構成した。この考察から、反転は、乱流に加えられた外力の揺らぎ、この揺らぎの平均的な長さと粘性が引き起こすことが判明した。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Numerical simulation of Faraday waves oscillated by two-frequency forcing2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Takagi and Takeshi Matsumoto
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 27 号: 3 ページ: 032108-032108

    • DOI

      10.1063/1.4915340

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Reversal of a large-scale flow in a randomly forced 2D turbulence in a square domain2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsumoto
    • 学会等名
      Seminar at fluid dynamics unit
    • 発表場所
      Okinawa Institute of Science and Technology(沖縄県、恩納村)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Modeling of the reversal of large-scale flow in randomly forced 2D turbulence in a square domain2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsumoto
    • 学会等名
      Seminar at Laboratoire Dieudone
    • 発表場所
      Universite de Nice (Nice, France)
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Modeling of the reversal of large-scale flow in randomly forced 2D turbulence in a square domain2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsumoto
    • 学会等名
      Nara workshop on nonlinear dynamics
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県、奈良市)
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Time interval between mean-flow reversals in a two-dimensional randomly forced flow in a square domain2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsumoto
    • 学会等名
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Palais des Congres (Montreal, Canada)
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mean-flow reversals in a two-dimensional randomly forced flow in a square domain2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsumoto
    • 学会等名
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Palais de Congre, Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mean-flow reversals of a two-dimensional forced flow in a square domain2016

    • 著者名/発表者名
      TakeshiMatsumoto
    • 学会等名
      RIMS International Workshop on Theoretical Aspects of Near-Wall Turbulence Studies
    • 発表場所
      関西セミナーハウス(京都府、京都市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 閉領域ランダム強制乱流の大規模流反転の確率的機構II2016

    • 著者名/発表者名
      松本剛
    • 学会等名
      日本物理学会 年次大会
    • 発表場所
      東北学院大
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 閉領域ランダム強制乱流の大規模流反転の確率的機構2015

    • 著者名/発表者名
      松本剛
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 閉領域ランダム強制乱流の大規模流反転機構 II2015

    • 著者名/発表者名
      松本剛
    • 学会等名
      2015 年 日本物理学会 年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 閉領域ランダム強制乱流の大規模流反転機構2014

    • 著者名/発表者名
      松本剛
    • 学会等名
      2014 年 日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元閉領域内強制乱流の大規模流反転

    • 著者名/発表者名
      松本剛
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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