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流体方程式の散逸的弱解を通した乱流理論の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 26287023
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 数学基礎・応用数学
研究機関京都大学

研究代表者

坂上 貴之  京都大学, 理学研究科, 教授 (10303603)

研究分担者 松本 剛  京都大学, 理学研究科, 助教 (20346076)
柴山 允瑠  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40467444)
前川 泰則  京都大学, 理学研究科, 准教授 (70507954)
連携研究者 藤原 宏志  京都大学, 大学院情報学研究科, 准教授 (00362583)
研究協力者 後藤田 剛  北海道大学, 電子科学研究所, 博士研究員
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード応用数学 / 流体力学 / 関数方程式論 / 数理物理 / 統計力学 / 乱流理論 / 渦力学 / 流体
研究成果の概要

微分方程式の弱解で滑らがないために本来保存すべき量を特異に散逸させるものを「散逸的弱解」と呼ぶ.Euler方程式の散逸的弱解は乱流現象の理解の鍵とされるが,その数学的困難のため未知の部分が多い.本課題ではEuler方程式に関係する一次元モデル方程式(一般化Constantin-Lax-Majda-DeGregorio方程式)と二次元Euler-Poincare方程式に対する点渦力学について,これらの方程式の散逸的弱解とエンストロフィーカスケード乱流の関係を明らかにし,乱流の数学的理解を深めることができた.

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (61件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 13件、 招待講演 12件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (5件)

  • [国際共同研究] Chung-Ang University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] McMaster University(Canada)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Macquarie University(Australia)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] HKUST(香港)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Imperial College London(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ドレスデン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] マクマスター大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] インペリアルカレッジロンドン(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] McMaster University(Canada)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Michigan/Stanford University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Imperial College London/Sheffied University(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Queensland University of Technology(Australia)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability of batotropic vortex strip on a rotating sphere2018

    • 著者名/発表者名
      Sohn Sung-Ik, Sakajo Takashi and Kim Sun-Chul
    • 雑誌名

      Proc. Roy. Soc. A

      巻: 474

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Toroidal Geometry Stabilizing a Latitudinal Ring of Point Vortices on a Torus2018

    • 著者名/発表者名
      Sakajo Takashi,Shimizu Yuuki
    • 雑誌名

      Journal of Nonlinear Science

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 1043-1077

    • DOI

      10.1007/s00332-017-9440-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-integrability of the spacial n-center problem2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Shibayama
    • 雑誌名

      Journal of Differential Equations

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 2461-2469

    • DOI

      10.1016/j.jde.2018.04.037

    • NAID

      120006601517

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global solvability for two-dimensional filtered Euler equations with measure valued initial vorticity2018

    • 著者名/発表者名
      Gotoda Takeshi
    • 雑誌名

      Differential and Integral Equations

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Note on the analysis of Orr-Sommerfeld equations and application to boundary layer stability2018

    • 著者名/発表者名
      D.Gerard-Varet and Y.Maekawa
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku

      巻: 2058 ページ: 108-119

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Periodic solutions of a perscribed-energy problem for a singular Hamiltonian system2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shibayama
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems A

      巻: 37 号: 5 ページ: 2705-2715

    • DOI

      10.3934/dcds.2017116

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Stationary Navier?Stokes Flows Around a Rotating Obstacle in Two-Dimensions2017

    • 著者名/発表者名
      Higaki Mitsuo、Maekawa Yasunori、Nakahara Yuu
    • 雑誌名

      Archive for Rational Mechanics and Analysis

      巻: 228 号: 2 ページ: 603-651

    • DOI

      10.1007/s00205-017-1201-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On stability of steady circular flows in a two-dimensional exterior disk2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Maekawa
    • 雑誌名

      Archive for Rational Mechanics and Analysis

      巻: 225 号: 1 ページ: 287-374

    • DOI

      10.1007/s00205-017-1105-4

    • NAID

      120006459764

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximal regularity of the time-periodic Stokes operator on unbounded and bounded domains2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Maekawa and J.Sauer
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 69 号: 4 ページ: 1403-1429

    • DOI

      10.2969/jmsj/06941403

    • NAID

      130006887118

    • ISSN
      0025-5645, 1881-1167, 1881-2333
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Remark on stability of scale-critical stationary flows in a two-dimensional exterior disk2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Maekawa
    • 雑誌名

      Mathematics for Nonlinear Phenomena: Analysis and Computation - In Honor of Yoshikazu Giga's 60th Birthday, Springer Proceedings in Mathematics & Statistics

      巻: 215 ページ: 105-130

    • DOI

      10.1007/978-3-319-66764-5_6

    • ISBN
      9783319667621, 9783319667645
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enstrophy variations in the incompressible 2D Euler flows and alpha point vortices2016

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoda and T. Sakajo
    • 雑誌名

      Mathematical Fluid Dynamics, Present and Future, Springer Proceedings in Mathematics and Statistics

      巻: 183 ページ: 401-431

    • DOI

      10.1007/978-4-431-56457-7_14

    • ISBN
      9784431564553, 9784431564577
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-dimensional hydrodynamic model generating turbulent cascade2016

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto and T. Sakajo
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 93 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreve.93.053101

    • NAID

      120005822758

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Distributional enstrophy dissipation via the triple vortex collapse2016

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoda and T. Sakajo
    • 雑誌名

      . Nonlinear Science

      巻: 26 号: 5 ページ: 1525-1570

    • DOI

      10.1007/s00332-016-9312-y

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 非粘性保存量の乱流カスケードを実現する1次元流体方程式について2018

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      日本数学会年会2018応用数学分科会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] On axisymmetrization and boundary layer in the two-dimensional exterior flow around a fast rotating obstacle2018

    • 著者名/発表者名
      前川泰則
    • 学会等名
      HMAセミナー・冬の研究会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On stability of some nearly inviscid flows2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Maekawa
    • 学会等名
      The 35th Kyushu Symposium on PDEs
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] One-dimensional Hydrodynamic PDE Model for Turbulence with Cascade and Singular Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Sakajo Takashi
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Point vortex dynamics on a toroidal surface2017

    • 著者名/発表者名
      Sakajo Takashi
    • 学会等名
      The 70th Annual Meeting of the American Physical Society Division of Fluid Dynamic
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One-dimensional hydrodynamic equation generating turbulent scaling laws and self-similar singular solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Sakajo Takashi
    • 学会等名
      The 70th Annual Meeting of the American Physical Society Division of Fluid Dynamic
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Universality of the anomalous enstrophy dissipation at the collapse of three point vortices on Euler-Poincare models2017

    • 著者名/発表者名
      Gotoda Takeshi and Sakajo Takashi
    • 学会等名
      The 70th Annual Meeting of the American Physical Society Division of Fluid Dynamic
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 制限n体問題の非可積分性2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会応用数学分科会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ケプラー型ポテンシャル系のエネルギー固定問題における周期解の存在2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      日本数学会秋季総合分科会函数方程式論分科会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 制限n体問題の非可積分性2017

    • 著者名/発表者名
      柴山允瑠
    • 学会等名
      応用数理学会年会応用力学系
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Investigation Of Pair Dispersion In Two-Dimensional Turbulence Via Delay-Time Statistics2017

    • 著者名/発表者名
      Kishi Tatsuro
    • 学会等名
      16th European Turbulence Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オイラー方程式散逸的弱解の数値的構成2017

    • 著者名/発表者名
      松本剛
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Point vortex dynamics on a toroidal surface2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      ANZIAM 2017 Annual Meeting
    • 発表場所
      アデレード,オーストラリア
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbulence and topology: recent explorations in mathematical fluid mechanics2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      QUT SMS Seminar
    • 発表場所
      アデレード,オーストラリア
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Periodic solutions of a prescribed-energy problem for a singular Hamiltonian syste2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shibayama
    • 学会等名
      The 11th AIMS Conference
    • 発表場所
      オーランド,米国
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] エンストロフィーカスケードを示す1 次元流体方程式の乱流2017

    • 著者名/発表者名
      松本剛、坂上貴之
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dissipative weak solutions and vortex dynamics: a survey and model study2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      Applied Mathathematics Seminar
    • 発表場所
      Stanford University, USA
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Towards a mathematical theory of turbulence: a survey and a model study2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      Colloquium of Mathematics at McMaster Univ.
    • 発表場所
      McMaster University, Canada
    • 年月日
      2016-02-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mathematical models of anomalous enstrophy dissipation and enstrophy cascade in 2D turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      Advanced Computing and Theoretical Fluid Mechanics
    • 発表場所
      The Fields Institute, Canada
    • 年月日
      2016-01-25
    • 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] Hydrodynamic one dimensional model for enstrophy-cascade turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      Naruto Workshop on Vortex Dynamics
    • 発表場所
      Naruto, Japan
    • 年月日
      2016-01-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dissipative vortex collapse and time's arrow2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      The 11th East Asia SIAM Conference
    • 発表場所
      マカオ,マカオ
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Words and Trees: Symbolic Classifications of Streamline Topologies for 2D Incompressible Vortex Flow2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      The 11th AIMS Conference
    • 発表場所
      オーランド,米国
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 空間1次元偏微分方程式による乱流的カスケードのモデリングと力学系的階層構造2016

    • 著者名/発表者名
      松本剛、坂上貴之
    • 学会等名
      Perspectives in Mathematical Sciences 2016
    • 発表場所
      広島県廿日市市 宮島コーラルホテル
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] On the generalized non-viscous/viscous DeGregorio equation - singular solutions and statistical properties2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sakajo
    • 学会等名
      International Congress of Industrial and Applied Mathematics 2015
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オイラー方程式の散逸的弱解と点渦衝突による特異エンストロフィー散逸2015

    • 著者名/発表者名
      坂上貴之
    • 学会等名
      東北大学応用数学セミナー
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-01-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] On isomorphism for the space of solenoidal vector fields and its application to the Stokes problem2014

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Maekawa
    • 学会等名
      RIMS研究集会「非圧縮性粘性流体の数理解析」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On point vortex-alpha system and vortex collapse with enstrophy dissipation2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sakajo
    • 学会等名
      The 8th CREST-SBM International Conference: International Conference on Mathematical Fluid Dynamics, Present and Future
    • 発表場所
      Waseda University
    • 年月日
      2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anomalous enstrophy dissipation and 2D vortex collapse2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sakajo
    • 学会等名
      The 6th Euro-Japanese Workshop on Blow-up
    • 発表場所
      Tokyo Institute of Technology
    • 年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] https://www.math.kyoto-u.ac.jp/~sakajo

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] The 8th CREST-SBM International Conference

    • URL

      http://www.fluid.sci.waseda.ac.jp/mfdpf/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] The 6th Euro-Japanese Workshop on Blow-up

    • URL

      http://www.math.titech.ac.jp/~yanagida/ej6.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 流体方程式の構造と特異性に迫る数値解析・数値計算 II2017

    • 発表場所
      名古屋,日本
    • 年月日
      2017-01-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] International Workshop on Mathematical Science for Nonlinear Phenomena2016

    • 発表場所
      帯広,日本
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Naruto Workshop on Vortex Dynamics2016

    • 発表場所
      Naruto, Japan
    • 年月日
      2016-01-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] AIMS ConferenceMini-Symposium "Vortex Dynamics and Geometry: Analysis, Computations and Applications"2016

    • 発表場所
      オーランド,米国
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] ICIAM2015 Minisymposium2015

    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-22  

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