乱流のウェーブレット解析:情報縮約化手法の開発とその検証

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20760055
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 工学基礎
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 芳松 克則 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70377802)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: 計算科学 / 流体物理学 / 乱流 / ウェーブレット / 情報縮約

研究概要

高レイノルズ数3次元非圧縮性乱流における、ウェーブレット解析に基づく非経験的な情報縮約化手法の開発、大規模数値計算による検証を行った。開発した手法は直接数値計算に比べ約10分の1の自由度しか保持してないにもかかわらず、乱流の統計量の時間発展だけでなく渦構造もよく再現する。また、その情報縮約化手法の電磁流体乱流、及び、固体壁を境界の一部に持つ乱流に対するー般化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Coherent vortex extraction from three-dimensional homogeneous isotropic turbulence: Comparison of wavelet and Fourier nonlinear filtering methods (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, K. Schneider, M. Farge
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Mechanics Japan Vol.58 ページ: 227-233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wavelet-Based Coherent Vorticity Sheet and Current Sheet Extraction from Three-Dimensional Homogeneous Magnetohydrodynamic Turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, Y. Kondo, K. Schneider, N. Okamoto, H. Hagiwara, M. Farge
  • 雑誌名: Physics of Plasmas Vol.16 ページ: 082306-1-082306-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermittency and Scale-Dependent Statistics in Fully Developed Turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, K. Schneider, Y. Kaneda, M. Farge
  • 雑誌名: Physical Review E Vol.79 ページ: 026303-1-026303-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermittency in high resolution direct numerical simulation of turbulence in a periodic box: a wavelet viewpoint (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, K. Schneider, Y. Kaneda, M. Farge
  • 雑誌名: Advances in Turbulence XII Proceedings of the 12th Euromech European Turbulence Conference ページ: 945
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent vortex simulation: application to 3D homogeneous isotropic turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider, M. Farge, Y. Kaneda
  • 雑誌名: Advances in Turbulence XII Proceedings of the 12th Euromech European Turbulence Conference ページ: 759-762
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wavelet-Based Statistics of Energy Transfer in High Resolution Direct Numerical Simulation of Three-Dimensional Homogeneous Isotropic Turbulence (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto
  • 雑誌名: Journal of Turbulence Vol.9No.45 ページ: 1-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent Vortices Formation in Homogeneous Rotating Turbulence: Asymmetry between Cyclonic and Anticyclonic Vortices (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, M. Midorikawa, Y. Kaneda
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008 (CD-ROM) ページ: 83-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy Transfer in High Reynolds Number Three-Dimensional Homogeneous Isotropic Turbulence: A Wavelet Viewpoint (2008)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, K. Yoshimatsu
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008 (CD-ROM) ページ: 173-180
  • 査読あり
• [学会発表] Wavelet-based statistics of energy transfer in high resolution direct numerical simulation of three-dimensional homogeneous isotropic turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本直也、芳松克則
  • 学会等名: 乱流の統計理論とその応用
  • 発表場所: 統計数理研究所, 東京都港区
  • 年月日: 20090309-20090310
• [学会発表] Coherent vortex simulation of 3D homogeneous isotropic turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider, M. Farge, Y. Kaneda
  • 学会等名: 62nd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, Minneapolis, Minnesota
  • 発表場所: Minneapolis, Minnesota, USA
  • 年月日: 2009-11-24
• [学会発表] Wavelet-based coherent vorticity sheet and current sheet extraction from 3D homogeneous MHD turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, Y. Kondo, K. Schneider, N. Okamoto, H. Hagiwara, M. Farge
  • 学会等名: International Workshop on Physical and Mathematical Challenges in light of ITER
  • 発表場所: Marseille, France.
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] ウェーブレットによる3次元一様電磁流体乱流からの秩序構造の抽出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 近藤祐史、芳松克則、岡本直也
  • 学会等名: 第7回日本流体力学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-10-16
• [学会発表] Coherent vortex simulation: application to 3D homogeneous isotropic turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu, K. Schneider, M. Farge, Y. Kaneda
  • 学会等名: the 12th EUROMECH European Turbulence Conference
  • 発表場所: Marburg, Germany
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Intermittency in high resolution direct numerical simulation of turbulence in a periodic box: a wavelet viewpoint (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, K. Schneider, Y. Kaneda, M. Farge
  • 学会等名: the 12th EUROMECH European Turbulence Conference
  • 発表場所: Marburg, Germany
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 三次元一様等方性乱流からの秩序渦構造の抽出-ウェーブレット及びフーリエ非線形フィルタリング手法の比較- (2009)
  • 著者名/発表者名: 芳松克則、岡本直也、Marie Farge, Kai Schneider
  • 学会等名: 第58回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 日本学術会議, 東京都港区.
  • 年月日: 2009-06-10
• [学会発表] Wavelet-based statistics of energy transfer in high resolution direct numerical simulation of three-dimensional homogeneous isotropic turbulence (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Okamoto, K. Yoshimatsu
  • 学会等名: International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008
  • 発表場所: 2008, 2008年11月27日-29日(28日), 名古屋大学
  • 年月日: 20081127-20081129
• [学会発表] Columnar vortices formation in freely-decaying homogeneous rotating turbulence (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, M. Midorikawa, Y. Kaneda
  • 学会等名: International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20081127-20081129
• [学会発表] Intermittency and scale-dependent statistics in fully developed turbulence (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, K. Schneider, Y. Kaneda, M. Farge
  • 学会等名: 61st Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics
  • 発表場所: San Antonio, Texas, USA.
  • 年月日: 20081123-20081125
• [学会発表] Wavelet解析による一様等方性電磁流体乱流の秩序渦構造抽出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 近藤祐史, 芳松克則, 岡本直也, 萩原裕之
  • 学会等名: 乱流現象及び多自由度系の動力学、構造と統計法則
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 20081113-20081115
• [学会発表] 高レイノルズ数一様等方性乱流における秩序渦:ウェーブレットの視点から (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡本直也, 芳松克則, Kai Schneider, Marie Farge, 金田行雄
  • 学会等名: 日本流体力学会2008
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 20080904-20080907
• [学会発表] Coherent vortices in high resolution direct numerical simulation of homogeneous isotropic turbulence: A wavelet viewpoint (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu, N. Okamoto, K. Schneider, M. Farge, Y. Kaneda.
  • 学会等名: The International Workshop on Multiscale methods for fluid and plasma turbulence: Applications to magnetically confined plasmas in fusion devices
  • 発表場所: CIRM, Marseille, France.
  • 年月日: 20080421-20080425
• [学会発表] Columnar vortices formation in freely-decaying homogeneous rotating turbulence (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshimatsu
  • 学会等名: Seminaire M2P2 n-120, Modeles et Calculs pour la Mecanique des Fluids
  • 発表場所: Universite de Provence, Marseille, France
  • 年月日: 2008-09-11