流れ場におけるリズムとパターン発現の物理機構

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540400
• 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: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 水島 二郎 同志社大学, 理工学部, 教授 (70102027)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2013
• キーワード: 流体 / 数理物理

研究概要

本研究では定常流が不安定となり振動流へと遷移する過程の物理機構、特に振動源とパターン発現の物理機構を明らかにし、その条件と流れのパターンを求めた。具体的には、円柱を過ぎる流れ場中にカルマン渦列が発生・消滅・再生成の物理機構、周期的急拡大管の遷移機構、矩形断面をもつ容器中に満たされたエタノールと水の混合溶液中における2重拡散対流の発生とその遷移、バスタブ渦が生じるメカニズムを調べ、その研究成果を有力専門誌に論文を公表した。

研究成果

• [雑誌論文] Rapid annihilation of the Karman vortex street behind a rectangular cylinder (2013)
  • 著者名/発表者名: Jiro Mizushima, Genta Hatsuda, Hiroshi Akamine, Ayumu Inasawa and Masahito Asai
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: vol. 83 ページ: 014402-1-10
  • DOI: DOI:/10.7566/JPSJ.83.014402.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Onset of double-diffusive convection in a rectangular cavity and its generation mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: Jiro Mizushima, Yuto Yasumizu, and Shunsuke Ohashi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: vol. 82 ページ: 084402-1-12
  • DOI: DOI:10.7566/JPSJ.82.084402.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of the bathtub vortex and its formation mechanism (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoto Yokoyama, Yuki Maruyama and Jiro Mizushima
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: vol. 81 ページ: 074401-1-10
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.074401.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deflection of jets discharged into a reservoir with a free surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Wada, Keizo Ishikawa, Jiro Mizushima and Takeshi Akinaga
  • 雑誌名: Fluid Dynamics Research 巻: vol. 43 ページ: 025503-1-17
  • DOI: DOI:10.1088/0169-5983/43/2/025503.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of sustained oscillations in a fluid flowing past a circular cylinder obstacle (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukio Takemoto and Jiro Mizushima
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: vol. 82 ページ: 056316-1-6
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.82.056316.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat transfer in the flow through a bundle of tubes and transition of the flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukio Takemoto, Keiji Kawanishi and Jiro Mizushima
  • 雑誌名: International Journal of Heat and Mass Transfer 巻: vol. 53 ページ: 5411-5419
  • DOI: DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2010.07.015.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of vortex rings in the spray from a swirl injector (2009)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Fuchimoto, Shinichiro Yanase, Jiro Mizushima and Jiro Senda
  • 雑誌名: Fluid Dynamics Research 巻: vol. 41 ページ: 05503-1-22
  • DOI: DOI: 10.1088/0169-5983/41/4/045503..07.015.
  • 査読あり
• [学会発表] 矩形水槽中におけるバスタブ渦の発生と振動流への遷移 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部和貴,水島二郎,横山直人
  • 学会等名: 第54回「乱流遷移の解明と制御」研究会
  • 発表場所: Muroran, Japan
  • 年月日: 2014-03-15
• [学会発表] 不安定性により発生するバスタブ渦 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部和貴,水島二郎,横山直人
  • 学会等名: 数理解析研究所研究会 : 大スケール流体運動と乱流揺らぎ
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2014-01-08
• [学会発表] Flow patterns in the wake behind a pair of square cylinders (2013)
  • 著者名/発表者名: Genta Hatsuda and Jiro Mizushima
  • 学会等名: IWEC2013 (International Workshop on Energy Conversion 2013)
  • 発表場所: Shantou, China
  • 年月日: 2013-11-26
• [学会発表] 2角柱を過ぎる流れの非線形相互作用と解の分岐構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 初田元太,水島二郎
  • 学会等名: 流体力学会年会 2013
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] 不安定性により発生するバスタブ渦 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部和貴,水島二郎,横山直人
  • 学会等名: 日本流体力学会年会 2013
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] Nonlinear interaction between wakes behind a pair of cylindrical obstacles (2013)
  • 著者名/発表者名: Genta Hatsuda, Jiro Mizushima
  • 学会等名: 52nd Workshop on Investigation and Control of Transition to Turbulence
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 矩形容器中における2重拡散対流の発生と遷移--流れ場中でのリズムの発生と消滅-- (2013)
  • 著者名/発表者名: 安水悠人,大橋俊介,水島二郎
  • 学会等名: 数理解析研究所研究会 : 多重物理・多重スケール乱流現象の数理
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-01-10
• [学会発表] 柱状物体後流中でのカルマン渦列発生の機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大橋俊介,水島二郎,武本幸生
  • 学会等名: 第61回理論応用力学講演会
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] 急拡大部をもつ管路内の流れの安定性と遷移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村上真也, 水島二郎
  • 学会等名: 数理解析研究所研究会 : 非線形波動現象の研究の新たな進展
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] 円柱後流の不安定性と遷移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武本幸生,大橋俊介,水島二郎
  • 学会等名: 第49回「乱流遷移の解明と制御」研究会
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 角柱後流におけるカルマン渦列の消滅再生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤嶺博史,水島二郎,稲澤歩,浅井雅人
  • 学会等名: 第49回「乱流遷移の解明と制御」研究会
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 低アスペクト比角柱後流の安定性に関する実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲澤歩,浅井雅人,水島二郎,赤嶺博史
  • 学会等名: 日本流体力学会年会 2011
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] カルマン渦列発生の物理と数理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水島二郎,大橋俊介,赤嶺博史,武本幸生
  • 学会等名: 数理解析研究所研究会 : オイラー方程式の数理:カルマン渦列と非定常渦運動100年
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-07-22
• [学会発表] 角柱後流におけるカルマン渦列の発生・消滅・再生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤嶺博史,水島二郎,稲澤歩,浅井雅人
  • 学会等名: 第48回「乱流遷移の解明と制御」研究会
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] 角柱後方カルマン渦列の発生源・消滅と再生 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤嶺博史, 水島二郎, 大橋俊介,杉田翔
  • 学会等名: 数理解析研究所研究会 : 乱流研究 次の10年:乱流の動的構造の理解に向けて
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-01-13
• [学会発表] 柱状物体を過ぎる流れの不安定性と波束型撹乱の伝播 (2010)
  • 著者名/発表者名: 赤嶺博史, 水島二郎, 武本幸生
  • 学会等名: 数理解析研究所研究会 : 非線形波動現象の多様性と普遍性
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] Deflection of the flow discharged into water tank with a free surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Keizo Ishikawa, Akihiro Wada, Jiro Mizushima,Takeshi Akinaga
  • 学会等名: The third International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows (3rd ICJWSF)
  • 発表場所: Cincinnati, Ohio, USA
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] 複数の急拡大部をもつ管路流れの不安定性と遷移 (2010)
  • 著者名/発表者名: 音羽祐介,武本幸生, 水島二郎
  • 学会等名: 数理解析研究所研究会 : 複雑流体の数理解析と数値解析
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] 円柱後流における振動の発生機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武本幸生,水島二郎
  • 学会等名: 第47回「乱流遷移の解明と制御」研究会
  • 発表場所: Chofu, Japan
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] 円柱後流の不安定性と振動源 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武本幸生,水島二郎,赤嶺博史
  • 学会等名: 日本流体力学会年会 2010
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] 周期的急拡大管路流れの不安定性と遷移 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武本幸生,音羽祐介,水島二郎
  • 学会等名: 第46回「乱流遷移の解明と制御」研究会
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] 柱状物体を過ぎる流れ場中の波動の伝播と振動の発生源 (2009)
  • 著者名/発表者名: 武本幸生,水島二郎
  • 学会等名: 数理解析研究所研究会 : 非線形波動の数理と応用
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2009-10-19
• [備考]
  • URL: http://www1.doshisha.ac.jp/~jmizushi