乱流に置ける「厳密」コヒーレント構造の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560065
• 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: 工学基礎
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 永田 雅人 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80303858)
• 研究分担者: 野口 尚史 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10447906)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: ナヴィエ・ストークスの方程式 / 乱流遷移 / 流れの安定性 / 厳密秩序構造 / 平面クエット流 / 平面ポアズイユ流 / 分岐理論 / 対称性の破れ / 流れの動力学 / ホモトピー法

研究概要

平面クエット流における「厳密」コヒーレント解をホモトピー手法により2重円管引き抜き流、円管ポアズイユ流、平面ポアズイユ流に接続した。これらの系における「厳密」コヒーレント解には鏡面対称を有する空間構造が共通に存在し、層流から乱流への遷移過程に重要な役割を果たしていることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Asymmetric travelling waves in a square duct (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Okino and M. Nagata
  • 雑誌名: Journal of Fluid Mechanics 巻: vol. 693 ページ: 57-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifurcations and instabilities in sliding Couette flow (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi, and M. Nagata
  • 雑誌名: Journal of Fluid Mechanics 巻: vol. 678 ページ: 156-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Traveling hairpin-shaped fluid vortices in plane Couette flow (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi and M. Nagata
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: vol. 82 ページ: 056325-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new nonlinear vortex state in square-duct flow (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Okino, M. Nagata, H. Wedin and A. Bottaro
  • 雑誌名: Journal of Fluid Mechanics 巻: vol. 657 ページ: 413-429
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transition to turbulence for flows without linearcriticality (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata
  • 雑誌名: Physica Scripta 巻: vol. T142 ページ: 014002-1-8
  • 査読あり
• [学会発表] New exact coherent states in plane Poiseuille flow (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata and K. Deguchi
  • 学会等名: American Physical Society 65thAnnual Division of Fluid DynamicsMeeting
  • 発表場所: San Diego, California (USA)
  • 年月日: 20121118-20
• [学会発表] Bifurcation of flows of a fluid with internal heat sources in a vertical pipe (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Senoo, K. Degichi and M. Nagata
  • 学会等名: 7thInternational Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer
  • 発表場所: Palermo (Italy)
  • 年月日: 20120924-27
• [学会発表] New exact coherent states in plane Poiseuilleflow (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata, and K. Deguchi
  • 学会等名: Global Flow Instability and Control V
  • 発表場所: Hersonissos, Crete (Greece)
  • 年月日: 20120919-22
• [学会発表] Ribbons in rotating plane Couette flow (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Matsukawa and M. Nagata
  • 学会等名: 9thEuropean Fluid Mechanics Conference
  • 発表場所: Rome (Italy)
  • 年月日: 20120909-13
• [学会発表] New exact coherent states in plane Poiseuille flow (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata and K. Deguchi
  • 学会等名: 23rdInternational Congress on Theoretical and Applied Mechanics
  • 発表場所: Beijing (China)
  • 年月日: 20120819-24
• [学会発表] Bifurcation of flows of a fluid with internal heat sources in a vertical pipe (2012)
  • 著者名/発表者名: Senoo, T. and M. Nagata
  • 学会等名: 9thInternational Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics
  • 発表場所: Paceville (Malta)
  • 年月日: 20120716-18
• [学会発表] Bifurcation of flows of a fluid with internal heat sources in a vertical pipe (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Senoo and M. Nagata
  • 学会等名: 57thBritish Applied Mathematics Colloquium
  • 発表場所: London (U.K.)
  • 年月日: 20120327-29
• [学会発表] Mirror symmetric travelling wave solution in plane Poiseuille flow (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata and K. Deguchi
  • 学会等名: 17thInternational Couette-Taylor Workshop
  • 発表場所: Leeds (U.K.)
  • 年月日: 20110725-27
• [学会発表] Travelling Wave solution with a Λ -vortex pattern in plane Poiseuille flow (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata and K. Deguchi
  • 学会等名: 4thInternational Symposium on Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics
  • 発表場所: Barcelona (Spain)
  • 年月日: 20110718-21
• [学会発表] Mirror symmetric travelling wave solutions in a sliding Couette flow and plane Couette flow (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi and M. Nagata
  • 学会等名: 4thInternational Symposium on Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics
  • 発表場所: Barcelona (Spain)
  • 年月日: 20110718-21
• [学会発表] Exact coherent state with travelling hairpin vortex in plane Couette flow (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata and K. Deguchi
  • 学会等名: Interdisciplinary Turbulence Initiative 2010 Conference on Turbulence
  • 発表場所: Bertinoro (Italy)
  • 年月日: 20100919-22
• [学会発表] Travelling wave solutions in square duct flow (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Okino and M. Nagata
  • 学会等名: Interdisciplinary Turbulence Initiative 2010 Conference on Turbulence
  • 発表場所: Bertinoro (Italy)
  • 年月日: 20100919-22
• [学会発表] Travelling wave solutions in square duct flow (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Okino, and M. Nagata
  • 学会等名: European Fluid Mechanics Conference 8
  • 発表場所: Bad Reichenhall (Germany)
  • 年月日: 20100913-16
• [学会発表] Travelling hairpin vortex in pane Couette flow (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata and K. Deguchi
  • 学会等名: European Fluid Mechanics Conference 8
  • 発表場所: Bad Reichenhall (Germany)
  • 年月日: 20100913-16
• [学会発表] Travelling wave solutions in sliding Couette flow (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Deguchi and M. Nagata
  • 学会等名: European Fluid Mechanics Conference 8
  • 発表場所: Bad Reichenhall (Germany)
  • 年月日: 20100913-16
• [学会発表] Transition to turbulence for flows without linear criticality (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata
  • 学会等名: Dynamics Days in Europe 2010
  • 発表場所: Bristol (U.K.)
  • 年月日: 20100906-10
• [学会発表] 正方形ダクト内流れにおける定常進行波解 (2010)
  • 著者名/発表者名: 沖野真也, 永田雅人
  • 学会等名: 第59回理論応用力学講演会 NCTAM 2010
  • 発表場所: 日本学術会議, 東京
  • 年月日: 20100608-10
• [学会発表] スライディング・クエット流における非線形解 (2010)
  • 著者名/発表者名: 出口健悟, 永田雅人
  • 学会等名: 第59回理論応用力学講演会 NCTAM 2010
  • 発表場所: 日本学術会議, 東京
  • 年月日: 20100608-10
• [学会発表] Transition to turbulence for flows without linear criticality (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nagata
  • 学会等名: International Conference on Applied Mathematics
  • 発表場所: Hong Kong (China)
  • 年月日: 20100607-10
• [図書] 高速流体力学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永田雅人
  • 総ページ数: 215
  • 出版者: 森北出版株式会社