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一様な系に現れる異なる統計的性質をもつ乱流域の共存機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25400412
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
研究機関同志社大学

研究代表者

高岡 正憲  同志社大学, 理工学部, 教授 (20236186)

研究分担者 水野 吉規  同志社大学, 理工学部, 助教 (70402542)
横山 直人  京都大学, 工学研究科, 助教 (80512730)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード共存機構 / 弾性波動乱流 / 平行平板間乱流 / 数値シミュレーション / 冪乗則スペクトル / エネルギー輸送 / 階層構造 / 非線形エネルギー / 強弱乱流の共存 / 弾性波動 / エネルギー収支 / 実空間の秩序構造 / 長大構造 / エネギー輸送 / 乱流の共存
研究成果の概要

乱流ではスケール間の相互作用や混合が活発に行われているにもかかわらず、非一様性が顕在化することがある。本研究では、乱流に現れる異なる統計的性質をもつ乱流域の共存に着目し、以下の成果を得た。
平行平板間乱流において、壁垂直方向のエネルギー輸送の階層構造、並びに乱れの各方向成分間のエネルギー輸送を明かにした。弾性薄板の波動乱流において、低(高)波数側に存在する強(弱)乱流の境界波数を見積もる解析表現を得た。また、波動乱流系としては初めてとなる非線形エネルギーの1波数表現を用いてエネルギー詳細釣り合いを満たす形でその流れを調べた。更に活発期と平穏期における実空間構造とエネルギー輸送の関係を明かにした。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 強弱非線形性の共存する弾性波動の乱流的性質2016

    • 著者名/発表者名
      横山直人、高岡正憲
    • 雑誌名

      数理解析研究所 講究録

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonlinear energy in a wave turbulence system2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yokoyama, Masanori Takaoka
    • 雑誌名

      Proceedings of the Estonian Academy of Science

      巻: 64 号: 3 ページ: 430-437

    • DOI

      10.3176/proc.2015.3s.14

    • NAID

      120005676632

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bundle structures of stretching-energy and nonlinear interactions among modes in elastic wave turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      Masanori Takaoka and Naoto Yokoyama
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 574 ページ: 012030-012030

    • DOI

      10.1088/1742-6596/574/1/012030

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-wave-number representation of nonlinear energy spectrum in wave turbulence of Foeppl--von Karman equation: energy decomposition analysis and energy budget2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yokoyama and Masanori Takaoka
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 90 号: 6 ページ: 063004-063004

    • DOI

      10.1103/physreve.90.063004

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of a separation wave number between weak and strong turbulence spectra for a vibrating plate2014

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama, M. Takaoka
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89

    • NAID

      120005399097

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 弾性波動乱流の外力スケール依存性2016

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲, 横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大 泉キャンパス(仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 回転乱流におけるエネルギースペクトルの初期条件依存性2016

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大 泉キャンパス(仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] チャネル乱流における速度乱れの乱流輸送のスペクトルとそのレイノルズ数依存性2015

    • 著者名/発表者名
      水野吉規
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2015
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 弾性波動乱流の実空間におけるエネルギー収支と秩序構造2015

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲, 横山直人
    • 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(吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Spectra of turbulent energy transport in channel flows2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Mizuno
    • 学会等名
      JJ70 Conference in honor of Prof. Javier Jimenez
    • 発表場所
      Salamanca (Spain)
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectra of turbulent energy transport in channel flows2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Mizuno
    • 学会等名
      15th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      the Delft University of Technology, Delft (The Netherlands)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial structures of energy transfers in elastic wave turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      Masanori TAKAOKA, Naoto YOKOYAMA
    • 学会等名
      15th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      the Delft University of Technology, Delft (The Netherlands)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A numerical analysis of detailed energy transfers in elastic-wave turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yokoyama, Masanori Takaoka
    • 学会等名
      15th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      the Delft University of Technology, Delft (The Netherlands)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wave turbulence properties of vibration in thin elastic plate2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yokoyama, Masanori Takaoka
    • 学会等名
      Workshop on Nonlinear Waves and Fluid Mechanics
    • 発表場所
      National Institute for Mathematical Sciences, Daejeon (Korea)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強弱非線形性の共存する弾性波動の乱流的性質2015

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会: 乱流を介在した流体現象の数理
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所, 京都市
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 加法的外力により維持される弾性波動乱流のスペクトルと実空間構造2015

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲、横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 波動乱流における非線形エネルギーを考慮したエネルギー収支2015

    • 著者名/発表者名
      横山直人、高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] チャネル乱流における速度乱れのエネルギー輸送のスペクトル2014

    • 著者名/発表者名
      水野吉規
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2014
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlinear energy in wave turbulence systems2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yokoyama, Masanori Takaoka
    • 学会等名
      IUTAM Symposium 2014: Complexity of Nonlinear Waves
    • 発表場所
      Tallin (Estonia)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Foeppl-von Karman方程式の波動乱流における実空間構造と非線形相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲、横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Bundle structures of stretching-energy and nonlinear interactions among modes in elastic wave turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      Masanori Takaoka, Naoto Yokoyama
    • 学会等名
      IC-MSQUARE 2014
    • 発表場所
      Madrid (Spain)
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性波動乱流におけるエネルギースペクトルと非線形相互作用の構造

    • 著者名/発表者名
      横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性薄板における強・弱乱流スペクトルの共存に対する外力・散逸の影響

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 乱れのダイナミックスにおける大規模構造の役割

    • 著者名/発表者名
      水野吉規
    • 学会等名
      九州大学応用力学研究所研究集会「壁乱流における大規模構造の統計法則と動力学に果たす役割」
    • 発表場所
      九州大学応用力学研究所(福岡市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性波動乱流における外力・散逸に対するスペクトル形状の依存性

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(平塚市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性波動乱流における強非線形相互作用の同定

    • 著者名/発表者名
      横山直人
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(平塚市)
    • 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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