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共変性要素の導入による新たな乱流解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26420103
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 流体工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

堀内 潔  東京工業大学, 工学院, 准教授 (10173626)

研究協力者 Schumacher J.  Technishe Universität Ilmenau, Department of Mechanical Engineering, Professor
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード反変性、共変性 / 高分子添加溶液 / MHD / スカラー伝達 / 多重スケール解析 / 反変性・共変性ベクトル / 粘弾性流体 / 圧縮性流体 / 伝熱場 / 機能性・非機能性要素 / 反変・共変性要素 / 乱流 / 抵抗低減 / スカラー散逸 / Elasto-inertial 乱流 / Pressure dilatation / MHD乱流 / convective derivative / 電流シート
研究成果の概要

高分子添加溶液の抵抗低減機構の解明をBDS-DNS 法を用いて行い、反変型高分子は大きく伸長した時,伸長過程で貯蔵した弾性エネルギーを保持できず,溶媒の運動エネルギーに伝達するため,散逸の生成が増大する事、共変型高分子は,最大に伸長した時,伸長過程で貯蔵した弾性エネルギーを保持するため,顕著な抵抗低減が得られることを明らかにし、伸長の大きな高分子が剛性を有するというde Genne の仮説の正当性を示した.更に、MHD乱流の磁場ベクトルは,反変性高分子と類似した挙動を,また,スカラー勾配と渦度ベクトルは,各々,反変性と共変性高分子に類似した挙動を示す事を明らかにし,普遍的な特性が示された.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Technishe University of Ilmenau(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 'Nonequilibrium state in energy spectra and transfer with implications for topological transition and SGS modelling2016

    • 著者名/発表者名
      K. Horiuti, S. Yanagihara and T. Tamaki
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research

      巻: 48 号: 2 ページ: 021409-021409

    • DOI

      10.1088/0169-5983/48/2/021409

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 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] Multi-scale study on process of contravariant and covariant polymer elongation and drag reduction in viscoelastic turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      K. Horiuti、Aoi Suzuki
    • 雑誌名

      Bulletin of the American Physical Society

      巻: 61 ページ: 426-426

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 非アファイン性を考慮した高分子添加溶液におけるエネルギー伝達と抵抗低減 -働く高分子と働かない高分子-2016

    • 著者名/発表者名
      堀内 潔
    • 雑誌名

      日本機械学会、流体工学部門ニューズレター『流れ』

      巻: 11 ページ: 5-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Elasto-inertial turbulence における反変・共変高分子の伸長とエネルギー伝達に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 舟、堀内 潔、鈴木 葵
    • 雑誌名

      日本流体力学会誌「ながれ」〔特集〕注目研究in第29回数値流体力学シンポジウム

      巻: 35 ページ: 133-137

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-scale study on process of contravariant and covariant polymer elongation and drag reduction in viscoelastic turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyosi Horiuti, Shu Suzuki
    • 雑誌名

      Bulletin of the American Physical Society

      巻: 59 ページ: 185-185

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-scale study on process of contravariant and covariant polymer elongation and drag reduction in viscoelastic turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      K. Horiuti
    • 学会等名
      69th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Portland, Oregon, U.S.A.
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非アファイン性を考慮した高分子添加溶液におけるエネルギー伝達と抵抗低減 -働く高分子と働かない高分子-2016

    • 著者名/発表者名
      堀内 潔
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会 企画ワークショップ「複雑流体の新展開」
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Contravariant and covariant polymers in elasto-inertial viscoelastic turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      K. Horiuti
    • 学会等名
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Super Typhoon - its structure and formation process2016

    • 著者名/発表者名
      K. Horiuti
    • 学会等名
      International Workshop on Theoretical Aspects of Near-Wall Turbulence Studies
    • 発表場所
      Kansai Seminar House, Kyoto
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Elasto-inertial turbulenceにおける反変・共変高分子の伸長とエネルギー伝達2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 舟, 堀内 潔, 鈴木 葵
    • 学会等名
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 反変・共変性要素の添加による圧縮性乱流における抵抗低減の解析2015

    • 著者名/発表者名
      島田 俊之, 堀内 潔, 久郷 結熙
    • 学会等名
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Energy cascade and drag reduction in elasto-inertial turbulence diluted with contravariant and covariant polymers2015

    • 著者名/発表者名
      K. Horiuti
    • 学会等名
      EUROMECH-ERCOFTAC Workshop, Turbulence Cascades
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi-scale study on process of contravariant and covariant polymer elongation and drag reduction in viscoelastic turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyosi Horiuti, Shu Suzuki
    • 学会等名
      67th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Moscone Convention Center, San Francisco
    • 年月日
      2014-11-23 – 2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] BDS-DNS法による反変・共変型高分子の伸長素過程の研究2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 舟、堀内 潔、久郷 結熙
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2014
    • 発表場所
      東北大学 川内北キャンパス 講義棟
    • 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] BDS-DNS法による高分子添加一様せん断乱流における抵抗低減機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      藤原 健利、堀内 潔、島田 俊之
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2014
    • 発表場所
      東北大学 川内北キャンパス 講義棟
    • 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] Nonequilibrium state in energy spectra and transfer with implications for topological transition and SGS modelling2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyosi Horiuti
    • 学会等名
      JSPS Supported Meeting on Interscale Transfers and Flow Topology in Equilibrium and Nonequilibrium Turbulence
    • 発表場所
      Sir Frederick Mappin Building, University of Sheffield
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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