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2012 年度 研究成果報告書

数値計算と実験による乱流の大スケール運動の統計則と空間構造の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 22540402
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

高岡 正憲  同志社大学, 理工学部, 教授 (20236186)

研究分担者 毛利 英明  気象庁気象研究所, 物理気象研究部, 主任研究官 (10354490)
松本 剛  京都大学, 理学研究科, 助教 (20346076)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード流体物理 / 乱流 / シミュレーション / 風洞実験 / 確率過程 / 統計熱力学形式
研究概要

乱流は身の回りの至る所にあり古くから研究されてきたが、普遍的な統計則に従う小スケールが中心であった。本研究では大スケール運動に着目し、以下の成果を得た。 (1) 大スケールにおける運動エネルギーの揺らぎの理論的枠組みを提案した。 (2) 相関長で規格化すると種々の統計則を普遍的に記述できることを示した。 (3) 流体方程式や確率過程方程式の数値計算から大スケール対数正規性を再現した。 (4) ある波動乱流系では異なる統計則を持つ乱流状態が存在することを示した。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Weak and strong turbulence spectra for elastic thin plate2013

    • 著者名/発表者名
      N.Yokoyama, M.Takaoka
    • 雑誌名

      Physical Review Letter

      巻: vol. 110 ページ: 5pages

    • DOI

      DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.105001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale lognormality in turbulence modeled by the Ornstein-Uhlenbeck process2013

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, M.Takaoka
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: vol. 87 ページ: 6 pages

    • DOI

      DOI: 10.1103/PhysRevE.87.013008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 弾性波動乱流のス ケール依存性と異種乱流の共存について2013

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所研究集会報告

      ページ: 1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Navier-Stokes 乱流での大スケール揺らぎについて2013

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      ページ: 1-6

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kyodo/kokyuroku/contents/pdf/1822-01.pdf

  • [雑誌論文] 乱流エネルギー散逸率の規格化について2013

    • 著者名/発表者名
      毛利英明
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      ページ: 18-23

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kyodo/kokyuroku/contents/pdf/1822-03.pdf

  • [雑誌論文] Dual-camera system for high-speed imaging in particle image velocimetry,2012

    • 著者名/発表者名
      K.Hashimoto, A.Hori, T. Hara, S. Onogi, H.Mouri
    • 雑誌名

      Journal of Visualization

      巻: vo. 15, ページ: 193-195

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale velocity fluctuations of turbulence2011

    • 著者名/発表者名
      H.Mouri
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: vol. 318 ページ: 6pages

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical mechanics and large-scale velocity fluctuations of turbulence2011

    • 著者名/発表者名
      H.Mouri, A.Hori, Y.Kawashima, K.Hashimoto
    • 雑誌名

      Physics of Fluids.

      巻: vol. 23 ページ: 7pages

    • DOI

      DOI: 10.1063/1.3667268

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ornstein-Uhlenbeck過程での大スケール揺らぎの統計則についてII2011

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲, 松本剛
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1771巻 ページ: 1-9

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kyodo/kokyuroku/contents/pdf/1771-01.pdf

  • [雑誌論文] Ornstein-Uhlenbeck過程での大スケール揺らぎの統計則について2010

    • 著者名/発表者名
      松本剛, 高岡正憲
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kyodo/kokyuroku/contents/pdf/1721-03.pdf

      巻: 1721巻 ページ: 19-27

  • [雑誌論文] Two-point velocity average of turbulence: Statistics and their implications2010

    • 著者名/発表者名
      H.Mouri, A.Hori
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: vol. 22 ページ: 7pages

  • [雑誌論文] Large-scale length that determines the mean rate of energy dissipation in turbulence

    • 著者名/発表者名
      H.Mouri, A.Hori, Y.Kawashima, K.Hashimoto
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: vol. 86 ページ: 7pages

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 乱流2点測度和の統計的特徴

    • 著者名/発表者名
      毛利英明
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 1721巻 ページ: 12-8

  • [学会発表] Large-scale lognormality in turbulence modeled by the Ornstein-Uhlenbeck process2013

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto
    • 学会等名
      International center for theoretical sciences, TATA institute for fundamental research
    • 発表場所
      Bangalore, India
    • 年月日
      2013-02-07
  • [学会発表] 弾性薄板での強弱乱流のスケール依存性と臨界波数2012

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      九州大学応用力学研究所研究集会「非線形波動研究の最前線―構造と現象の多様性―」
    • 発表場所
      九州大学筑紫
    • 年月日
      2012-11-01
  • [学会発表] 弾性波動乱流のスケール依存性と異種乱流の共存について2012

    • 著者名/発表者名
      横山直人, 高岡正憲
    • 学会等名
      九州大学応用力学研究所研究集会「非線形波動研究の最前線―構造と現象の多様性―」
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス応用力学研究所, 福岡県
    • 年月日
      2012-11-01
  • [学会発表] 乱流の空間大スケール揺らぎについて2012

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス, 神奈川県
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] 乱流エネルギー散逸率の規格化について2012

    • 著者名/発表者名
      毛利英明, 堀晃浩, 川島儀英, 橋本孔佑
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2012
    • 発表場所
      高知大学, 高知県
    • 年月日
      2012-09-17
  • [学会発表] Normalization of the mean rate of energy dissipation in turbulence2012

    • 著者名/発表者名
      H.Mouri, A.Hori, Y.Kawashima, K.Hashimoto
    • 学会等名
      23rd International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      国家会議中心, 北京, 中国
    • 年月日
      2012-08-23
  • [学会発表] Navier-Stokes乱流での大スケール揺らぎの統計法則2012

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲
    • 学会等名
      2012年日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学,兵庫県
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 乱流エネルギー散逸率の規格化について2012

    • 著者名/発表者名
      毛利英明
    • 学会等名
      2012年日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学, 兵庫県
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] Navier-Stokes乱流での大スケール揺らぎ2012

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲
    • 学会等名
      第61回 理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所,東京都
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] 乱流エネルギー散逸率の規格化について2012

    • 著者名/発表者名
      毛利英明
    • 学会等名
      研究会「乱流の普遍性と個別性」
    • 発表場所
      大学数理解析研究所,京都府
    • 年月日
      2012-01-13
  • [学会発表] Navier-Stokes乱流での大スケール揺らぎについて2012

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲
    • 学会等名
      研究会「乱流の普遍性と個別性:流体乱流を通して宇宙を見る」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所,京都府
    • 年月日
      2012-01-11
  • [学会発表] 乱流の大規模スケール揺らぎの対数正規性に関するモデル2011

    • 著者名/発表者名
      松本剛, 高岡正憲
    • 学会等名
      九大応用力学研究所 共同利用研究集会 「乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性」
    • 発表場所
      九大応用力学研究所, 福岡県
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] Large-scale velocity fluctuations of turbulence2011

    • 著者名/発表者名
      H.Mouri
    • 学会等名
      13th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      Warsaw University, Warsaw, Poland
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] 乱流速度場における大スケール変動の統計熱力学形式による記述2011

    • 著者名/発表者名
      毛利英明
    • 学会等名
      研究会「乱流研究 次の10年:乱流の動的構造の理解へ向けて」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所, 京都府
    • 年月日
      2011-01-14
  • [学会発表] Ornstein-Uhlenbeck過程での大スケール揺らぎの統計則についてII2011

    • 著者名/発表者名
      高岡正憲
    • 学会等名
      研究会「乱流研究 次の10年:乱流の動的構造の理解へ向けて」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所, 京都府
    • 年月日
      2011-01-12
  • [学会発表] 乱流速度場における大スケール変動の統計則2010

    • 著者名/発表者名
      毛利英明
    • 学会等名
      2010年秋季物理学会
    • 発表場所
      大阪府立大学, 大阪府
    • 年月日
      2010-09-25

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公開日: 2014-08-29  

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