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2011 年度 実績報告書

リーマン面の接続と粘性流体の力学~等角的埋め込みと随伴するポアズイユ流の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20540174
研究機関広島大学

研究代表者

柴 雅和  広島大学, 工学研究院, 名誉教授 (70025469)

研究分担者 伊藤 雅明  広島大学, 工学研究院, 准教授 (10116535)
幡谷 泰史  山口大学, 理工学研究科, 助教 (20294621)
米谷 文男  立命館大学, 情報理工学部, 講師 (10029340)
前川 博  電気通信大学, 情報理工学研究科, 教授 (90145459)
増本 誠  山口大学, 理工学研究科, 教授 (50173761)
キーワードリーマン面 / 等角的埋め込み / 粘性流体 / ポアズイユ流 / ハーゲン・ポアズイユの法則 / 非ユークリッド幾何学
研究概要

本研究課題の主たるテーマはリーマン面の接続(等角的埋め込み)の理論とポアズイユ流の研究の交差点にあるが,それぞれ独立な話題としても重要であり,実際歴史的には全く独立に研究されてきたものである.この課題では,さらにリーマン面の接続から生じた速度ベクトルをもつポアズイユ流を研究し,可能ならば両者のより強い関係を探ろうとするものである.特に(無限に長い細い)円管内を流れる粘性流を断面円の非ユークリッド的な構造に基づいて調べ続けてきた双曲的な円板に対しては既に前年までに結果を得たが,今年度はさらに球面距離を備えた場合について調べ,双曲的な場合と平行な議論に依って類似の結果を得ることができた.具体的には,与えられた速度ベクトルをもつ粘性係数を具体的に表示することが出来た.今年度はさらに,いわゆるバーゲン・ポアズイユの法則に相当するものの定式化を行うことに概ね成功した.古典的ハーゲシ・ポアズイユ法則は断面円がユークリッド的な円板の場合であるが,その対応物として双曲的あるいは球面的距離による断面円の場合のハーゲン・ポアズイユ法則を得た.ただし,これらの結果はなお1つの試みに過ぎず,より自然な一般化が可能かどうかも含めてなお検討の余地がある.また,非ユークリッド的なポアズイユ流をユークリッド的な場合(古典論)と類似に論じる問題は,かなり知見を集めることができはしたが,なお闇題を残している.他方で,リーマン面の接続の枠内においては,幾つか新しい基本的な事実を確認することができた.なお,分担者のうちで伊藤は流体力学的研究および数式処理による計算の遂行・確認,幡谷は流体数学研究,米谷と増本はリーマン面の等角写像論においてそれぞれ成果を得た.また前川はより実際的な粘性流体の現象の研究に貢献した.

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

今年度に限っていえばやや(1)に近いが,それは寧ろ当初計画の範囲外へと研究対象が広がり得ることを示したこととその方向での成果(ハーゲン・ポアズイユ法則)である.当初に掲げた研究課題全体としては(2)である.非ユークリッド的(双曲的あるいは球面的)な断面円についての粘性係数を求める問題はほぼ解決したといえるであろう.

今後の研究の推進方策

ポアズイユ流に関して現在までに得られた結果をより詳しく検討して,リーマン面の接続の理論における貢献をすることが残された課題の最大のものである.特に,非ユークリッド的(双曲的あるいは球面的)な断面円についてのポアズイユ流を与える粘性流体の粘性係数を…流体力学的に,あるいは関数論的に,あるいは幾何学的に…意味するところを探りたいと考えている.より応用的または工学的な検討が必要かもしれない.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] A remark on Beale-Nishida's paper2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hataya
    • 雑誌名

      Bull.Inst.Math.Academia Sinica New ser.

      巻: 6 ページ: 293-303

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variation formulas for principal functions, II2011

    • 著者名/発表者名
      S.Hamano
    • 雑誌名

      Nagoya Math J

      巻: 204 ページ: 19-56

    • 査読あり
  • [雑誌論文] orrections and complements to "Once-holed tori embedded in Riemann surfaces"2011

    • 著者名/発表者名
      M.Masumoto
    • 雑誌名

      Maath.Z.

      巻: 267 ページ: 869-874

    • DOI

      10.1007/s00209-009-0650-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DIrect Numerical Simulation of Impinging Shock Wave/Transitional Boundary Layer interaction with Separation Flow2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tokura
    • 雑誌名

      J.Fluid Science and Technology

      巻: 6 ページ: 765-779

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial DNS of an Isothermal Flat Plate Supersonic Transitional Boundary Layer with/out Impinging Shock Wave2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tokura
    • 雑誌名

      J.Fluid Science and Technology

      巻: 6 ページ: 30-44

    • 査読あり
  • [学会発表] 非ユークリッド的Hagen-Poiseuille法則2012

    • 著者名/発表者名
      幡谷泰史
    • 学会等名
      日本数学会(中国・四国支部例会)
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2012-01-22
  • [学会発表] 無限周期条件を満たす柴の挙動空間の存在について2012

    • 著者名/発表者名
      米谷文男
    • 学会等名
      リーマン面・不連続群論研究集会
    • 発表場所
      名古屋大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-08
  • [学会発表] Decay properties of free surface flow without surface tension effect2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Hataya
    • 学会等名
      若手による流体の基礎方程式研究集会
    • 発表場所
      名古屋大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-05
  • [学会発表] Spaces of compact continuations of Riemann surfaces I, II2011

    • 著者名/発表者名
      増本誠
    • 学会等名
      ポテンシャル論セミナー
    • 発表場所
      名城大学(招待講演)
    • 年月日
      20111118-20111125
  • [学会発表] リーマン面の接続と射影構造2011

    • 著者名/発表者名
      増本誠
    • 学会等名
      研究集会「リーマン面論の展望」
    • 発表場所
      山口大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-21
  • [学会発表] A condition for an infinitely generated Schottky group to be classical2011

    • 著者名/発表者名
      F.Maitania
    • 学会等名
      第19回有限無限次元複素解析国際会議
    • 発表場所
      広島市・アステールプラザ(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-12
  • [学会発表] Riemann面の等角写像とPoiseuille流2011

    • 著者名/発表者名
      柴雅和
    • 学会等名
      等角写像論・値分布論研究集会
    • 発表場所
      金沢大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-04
  • [学会発表] 種数有限な開リーマン面のコンパクト接続のなす空間2011

    • 著者名/発表者名
      増本誠
    • 学会等名
      等角写像論・値分布論研究集会
    • 発表場所
      金沢大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-04
  • [学会発表] 球面的距離により修正されたPoiseuille流2011

    • 著者名/発表者名
      幡谷泰史
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2011-10-01

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公開日: 2013-06-26  

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