| 研究課題/領域番号 |
26400410
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
金田 行雄 愛知工業大学, 工学部, 教授 (10107691)
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| 研究分担者 |
石原 卓 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (10262495)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 乱流境界層 / 統計理論 / 直接数値シミュレーション / 線形応答理論 / ラグランジュ的繰り込み理論 / 統計的普遍則 / 壁乱流 / 対数則 |
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| 研究成果の概要 |
自然や科学技術の諸分野でしばしば固体壁近傍で流れが空間的に急激に変化する層(境界層)が現れ、その存在は流れ場全体にも大きな影響を与える。本研究では平行２平板間乱流（TCF）の大規模直接数値シミュレーション(DNS)のデータ解析に基づいて乱流境界層を特徴づけるいくつかの代表的な長さ（スケール）の壁からの距離と方向への依存性について定量的な知見を得た。
また、熱平衡系の統計力学で知られた線形応答理論の考えを一般化し、乱流境界層の速度場のいくつかの統計量に対する理論を導き、その結果がTCFの大規模DNSデータとよく一致することを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では熱平衡系の統計力学で知られた線形応答理論の考えを一般化して乱流境界層の統計理論を導き、その理論が乱流の大規模DNSデータとよく合うことを示した。このことは、熱平衡系と乱流境界層の間にそのお互いの見かけの違いにも関わらず何らかの共通性があることを示唆しており、乱流に限らない超多自由度の非線形力学系の理解に貢献すると期待される。
また、その理論の与える有限のレイノルズ数による影響の評価および本研究で得られた乱流境界層中の代表的長さについての知見は、乱流の予測や制御を必要とする科学技術の諸分野への貢献が期待される。
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