| 研究課題/領域番号 |
21540383
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
石井 克哉 名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (60134441)
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| 研究分担者 |
石原 卓 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10262495)
安逹 静子 東京国際大学, 商学部, 教授 (70523009)
平野 靖 山口大学, 医学研究科, 准教授 (90324459)
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| 連携研究者 |
金田 行雄 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10107691)
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| 研究期間 (年度) |
2009 – 2011
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| キーワード | 流体 / 計算物理 / 流線 / カオス / 可視化 / 遷移 |
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| 研究概要 |
高精度高解像度の結合コンパクト差分を開発し、3次元キャビティ定常流れを数値シミュレーションで解いた。直方体キャビティ形状としては、流れ方向の長さを基にしたスパン方向のアスペクト比が1と6. 55の2ケースについて、深さ方向のアスペクト比が0.4, 0.6, 1.0, 1.4等のケースについて、非圧縮流れの計算を行った。計算結果の速度ベクトルを使って、高い精度で複数の流線を得、各流線に対して、移動面の運動方向に垂直なある平面を通過する数百点で描かれたポアンカレ断面図をレイノルズ数100から500程度の範囲について得た。流線には、1)ある閉曲線近くに局在した流線構造と、2)カオス的に広い空間を覆う流線構造がある。これにより、ポアンカレ断面図の中には、不変トーラス、共鳴による島構造を表す点がキャビティの側面近くに存在し、他の空間部分には不規則にカオス的に分布する点が存在することを見出した。これらの構造は非自励1自由度ハミルトン力学系の構造と同等になっている。特に、レイノルズ数の変化によって、3 : 1と2 : 1の共鳴の変化が起こり、2 : 1共鳴が起こったレイノルズ数以上ではカオス的な流線しか見つからない。これらの流線構造が、種々の直方体形状内のキャビティ流れに対して、一般的に発生することを示した。
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