流体混合問題に関する数理的研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560068
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 工学基礎
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 船越 満明 京都大学, 大学院・情報学研究科, 教授 (40108767)
• 研究協力者: 蒋 捧鈞 京都大学, 大学院・情報学研究科, 学生
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: カオス / 流体混合 / 数理工学 / マイクロマシン

研究概要

捩れを伴う曲った円管内を軸方向の圧力差によって流れる流体の混合問題をカオスや力学系の理論を用いて調べ、どのような円管の曲がり方や捩れ方、軸方向平均速度に対して混合効率が良いかを調べた.その結果、円管の各点での曲がり方と捩れ方を表す量と軸方向平均速度に基づくレイノルズ数から作られるあるパラメータが適当な範囲で変動する場合に混合効率が高いことがわかった.また、カオスを用いた流体混合の意義とメカニズムに関して包括的な検討を行った.

研究成果

• [雑誌論文] 流体のカオス運動による混合 (2009)
  • 著者名/発表者名: 船越満明
  • 雑誌名: 日本機械学会誌 112 ページ: 137-140
  • 査読あり
• [雑誌論文] 曲率と捩率が周期的に変化する円管内の流れによるカオス混合 (2008)
  • 著者名/発表者名: 船越満明, 蒋捧鈞
  • 雑誌名: 日本流体力学会誌 第27巻別冊 ページ: 204-204
  • 査読あり
• [雑誌論文] 周期的に変化する曲率と捩率を持つ円管におけるカオス混合 (2008)
  • 著者名/発表者名: 船越満明, 蒋捧鈞
  • 雑誌名: 京都大学数理解析研究所講究録「乱流研究の展望 : ブレークスルーを求めて」 No.1601 ページ: 28-29
• [学会発表] Chaotic mixing in a curved pipe with periodic variations in curvature and torsion (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Funakoshi and B. Jang
  • 学会等名: 61st Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics of the American Physical Society
  • 発表場所: サンアントニオ(アメリカ)
  • 年月日: 2008-11-24
• [学会発表] 曲率と捩率が周期的に変化する円管内の流れによるカオス混合 (2008)
  • 著者名/発表者名: 船越満明, 蒋捧鈞
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2008
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-09-06
• [学会発表] Chaotic mixing in a helix-like pipe with periodic variations in curvature and torsion (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Funakoshi and B. Jang
  • 学会等名: 22nd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
  • 発表場所: アデレード(オーストラリア)
  • 年月日: 2008-08-25
• [学会発表] 周期的に変化する曲率と捩率を持つ円管におけるカオス混合 (2008)
  • 著者名/発表者名: 船越満明, 蒋捧鈞
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] カオスを用いた流体混合 (2008)
  • 著者名/発表者名: 船越満明
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第83期定時総会講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-03-15
• [学会発表] 周期的に変化する曲率と捩率を持つ円管におけるカオス混合 (2008)
  • 著者名/発表者名: 蒋捧鈞, 船越満明
  • 学会等名: 京都大学数理解析研究所 研究集会「乱流研究の展望 : ブレークスルーを求めて」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-01-16
• [学会発表] カオス混合の研究の最近の発展 (2007)
  • 著者名/発表者名: 船越満明
  • 学会等名: 研究集会「ソリトンの数理とその応用 : 非線形波動から可積分系へ」
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2007-12-22
• [学会発表] Chaotic mixing in a helix-like pipe with a periodic modulation in curvature and torsion (2007)
  • 著者名/発表者名: B. Jang and M. Funakoshi
  • 学会等名: 60th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics of the American Physical Society
  • 発表場所: ソルトレークシティ(アメリカ)
  • 年月日: 2007-11-18
• [図書] カオス(シリーズ非線形科学入門3) (2008)
  • 著者名/発表者名: 船越満明
  • 総ページ数: 226
  • 出版者: 朝倉書店