| 研究課題/領域番号 |
19K03671
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
飯間 信 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (90312412)
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| 研究分担者 |
紅林 亘 滋賀大学, データサイエンス教育研究センター, 助教 (70761211)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 飛翔・遊泳 |
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| 研究実績の概要 |
位相自由度をもつ飛翔・遊泳モデルを位相縮約法により解析するための理論・数値計算の整備を行った．流体系は大自由度であるため，位相縮約を直接法あるいはアジョイント法で計算すると計算時間が膨大となり現実的な時間で解析が難しい．そこで，まず解析手法の開発を行った．アジョイント方程式を変形することにより，方程式の時間発展アルゴリズムのみを使って位相感受関数を計算する手法を開発し，実際に円柱周りの位相感受関数を計算して直接法と比較した．物体周りの位相感受関数の情報はこれまで知られていなかったもので，円柱後方の渦構造の間に入り組むような強い応答領域があるほか，上流域にも強い応答領域が見られることがわかった．この領域への摂動は一様流の速度を変更すると解釈すると位相応答を説明できる．次に，カルマン渦周囲の位相感受関数の特徴が，他のパラメータでどう変更されるかを，レイノルズ数および円柱の回転角速度を変えてしらべた．その結果，渦構造の変化に伴い位相応答の強い領域は変化するが，上記の特徴は保持されることがわかった．また流れの特性変化に伴う応答領域の変化についても考察を加えた．更に本研究課題の主要なターゲットである飛翔・遊泳モデルの開発に着手した．有限体積法に埋め込み境界法を組み合わせたプログラムを作成・調整し，概ね開発できたと考えている．ただし計算自由度は当初の想定より大きく取る必要があることが判明した．位相感受関数の計算は負荷が大きいため，流体計算プログラム，及び位相感受関数の計算アルゴリズム両方の効率化を行うために文献調査および理論解析を行っているところである．
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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
物体周りの流れに関する位相感受関数分布に関する知見を得ることができた．飛翔・遊泳モデルの解析に必要なプログラムの開発を概ね終えた．当初の想定よりも計算機の負荷が高いことが判明したものの，解析のために克服すべき問題を洗い出し，解決に向けて調査検討が進んでいる．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の想定よりも計算機の負荷が高いことが判明したため，計算機を調達する．数値計算については計算領域を小さく出来るための境界条件やメッシュ調整について工夫する．位相感受関数の計算効率を上げる方策を検証する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究プログラムの開発が中心で，本格的な計算を行うための計算機が必要でなかったこと，導入時期を遅らせたほうが性能のよい計算機が入手できる可能性があること，コロナウイルス感染拡大の影響で学会が中止になったことが理由である．次年度は計算機調達および，必要な学会出席・発表および研究打ち合わせを中心に使用する
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