| 研究課題/領域番号 |
16K06084
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
一宮 昌司 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (50193454)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 複雑さ / コルモゴロフ複雑度 / 正規化圧縮距離 / 再層流化 / 境界層 |
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| 研究実績の概要 |
コルモゴロフ複雑度の基礎的研究を完成させ、さらに新しい流体混合、拡散測度への応用研究を目指すために、再層流化する乱流境界層の逆遷移過程の速度信号を測定して、これにコルモゴロフ複雑度解析を行った。
実験装置には、流路を直線的に縮小させて加速させた。これによって加速の度合いを示す加速パラメータを一定にすることができた。計測器具には、熱線風速計とX型熱線プローブを用い、流れ方向及び垂直方向の速度成分を、さまざまな下流位置と垂直において得た。
次に、熱線風速計にて取得した速度データをA/D変換してwindowsパソコンに取り込み、この速度の時系列データをパソコンで7z形式で圧縮し近似コルモゴロフ複雑度AKと正規化圧縮距離NCDを求めた。データは流れ方向変動速度、その一次の時間微分係数及び垂直方向変動速度の3種類を用いた。これより以下の項目が明らかになった。
１．再層流化にともなって流れ方向変動速度とその時間微分係数，垂直方向変動速度のAKは減少する。この変化の様相は間欠係数のそれに類似し，乱流境界層の再層流化を裏付ける。 ２．間欠係数が一定な領域でも，複雑さは変化しており，間欠係数では表現できない乱流の特徴をAK，NCDは表現できる。 ３．再層流化過程の進行を複雑さを用いて表示する際は，変動速度よりもその時間微分係数の方が適している。 ４．変動速度の流れ方向成分と垂直方向成分間の値の差異が生じると共に，両成分間の時間変化の複雑さにも差異が生じる。
以上の成果を、日本流体力学会年会で発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
乱流境界層の再層流化過程の速度測定実験は順調に進行し、複雑度解析を行なうことができた。
再層流化にともなって流れ方向変動速度とその時間微分係数，垂直方向変動速度のAKの挙動を明らかにできた。
間欠係数では表現できない乱流の特徴をAK，NCDは表現できることを明らかにできた。
再層流化過程の進行を複雑さを用いて表示する際は，変動速度よりもその時間微分係数の方が適していることを明らかにできた。
以上の成果を、日本流体力学会年会で発表することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
乱流遷移過程における複雑度のさらなる特性を明らかにするために、情報エントロピーを求める。
情報エントロピーと、AKやNCDとの特性の差異を明らかにして、情報エントロピーの乱流遷移過程における有用性を明らかにする。
データとしては、等速度点集合、 乱流/層流の定義関数、組織構造定義関数などの利用を検討する。
以上の結果を日本機械学会や日本流体力学会などで発表し、論文を執筆して投稿する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
国内における学会発表での旅費に使用する予定であったが、実際には報告者が所属する大学で開催された学会で発表したために、旅費を使用しなかった。
なお、予想していなかった知見が得られており、これを論文にまとめて投稿する予定でおり、次年度使用額70,002円はこの論文掲載料に使用する予定であり、結果的に計画の遅れは生じない。
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