空間的住み分けをし空間的な自己相似性を持つ多スケール乱流への力学系的アプローチ

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540386
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 藤 定義 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10217458)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 乱流 / 局在構造 / 多重スケール / 素過程 / 輸送現象

研究概要

空間的に住み分けをする乱流状態を動的に記述するために，支配方程式に着目する空間領域の外包領域に選択的に減衰効果を及ぼすフィルターを導入するフィルター法を開発した．対応する空間局在解を求めるニュートン法に振幅をパラメターとするフィルター法を1次元モデル方程式に実装し，局在解を得た．定常進行孤立波をもつ系に対しては，振幅値を０とする極限で特異性を生じるが，その除去方法を開発した．
2次元エネルギー逆カスケード系において，ランダム外力による局在渦構造の形成によってエネルギーの非局所的な輸送が生じ普遍性を破ることを示した．

研究成果

• [雑誌論文] Damping filter method for obtaining spatially localized solutions (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshik Teramura and Sadayoshi Toh
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 89 ページ: 052910
  • DOI: 10.1103/PhysRevE.89.052910
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transition of the scaling law in inverse energy cascade range caused by a nonlocal excitation of coherent structures observed in two-dimensional turbulent fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mizuta, Takeshi Matsumoto, and Sadayoshi Toh
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 88 ページ: 053009
  • DOI: 10.1103/PhysRevE.88.053009
  • 査読あり
• [学会発表] Damping filter method for a spatially localized solution in tow-dimensional channek flow (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Teramura and Sadayoshi Toh
  • 学会等名: Euromech Colloquium EC565 on SUBCRITICAL TRANSITION TO TURBULENCE
  • 発表場所: CARGÈSE, Corsica, France
  • 年月日: 20140306-09
• [学会発表] Coherence in turbulence (2014)
  • 著者名/発表者名: Sadayoshi To
  • 学会等名: Mathematical Theory of Turbulence via Harmonic Analysis and Computational Fluid Dynamics in 2014
  • 発表場所: 奈良日航ホテル
  • 年月日: 20140303-05
• [学会発表] A method for obtaining traveling wave solution spatially localized in the stream-wise direction (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Teramura and Sadayoshi Toh
  • 学会等名: European Turbulence Conference 14
  • 発表場所: ENS de Lyon, Frence
  • 年月日: 20130901-04
• [学会発表] Transition of universality observed in 2D inversed cascade (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Mizuta, Takeshi Matsumoto and Sadayoshi Toh
  • 学会等名: IUTAM symposium
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20130310-14
• [学会発表] The connection of differently spatially localized solution revealed by the filtering method (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Teramura and Sadayoshi Toh
  • 学会等名: XXIII ICTAM
  • 発表場所: Beijing China
  • 年月日: 20120819-24