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2013 年度 研究成果報告書

乱流による高分子溶液劣化のハイブリッドシミュレーションによる解明

研究課題

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研究課題/領域番号 23760156
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

渡邊 威  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30345946)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
キーワード高分子溶液 / 乱流 / ハイブリッド計算 / 大規模並列計算
研究概要

本研究では,乱流による高分子鎖の切断過程を取り込んだ数値シミュレーションを実行し,希薄高分子溶液の劣化過程, 及び乱流統計への影響を調べた.その結果,分散する高分子の鎖長が長いほど,乱流への影響が強く表れることがわかった.また高分子の弾性が強い時,流れ場のレイノルズ数は小さくても乱流状態が維持され,このとき運動エネルギースペクトルは特徴的なべき則を示すことが明らかになった.また切断条件を変化させて切断が生じる回数及び流れ場への影響を調べた.結果,比較的切断が生じやすい条件下において,乱流場のエネルギー散逸逓減はゆるやかに回復していき,低減率の減少が確認された.

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (11件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] 乱流の減衰過程に及ぼす高分子の影響2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,後藤俊幸
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1882 ページ: 55-64

  • [雑誌論文] Power-law spectra formed by stretching polymers in decaying isotropic turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe and Toshiyuki Gotoh
    • 雑誌名

      Phys Fluids

      巻: 26 ページ: 035110

  • [雑誌論文] Universal spectrum in the infrared range of two-dimensional turbulence flows2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Iwayama and Takeshi Watanabe
    • 雑誌名

      Phys Fluids

      巻: 26 ページ: 025105

  • [雑誌論文] Spectrum of passive scalar at very high Schmidt number in turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      T. Gotoh, T. Watanabe and H. Miura
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 9 ページ: 3401019

  • [雑誌論文] Kinetic energy spectrum of low-Reynolds-number turbulence with polymer additives2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe and Toshiyuki Gotoh
    • 雑誌名

      J. Phys. : Conf. Ser

      巻: 454 ページ: 012007

  • [雑誌論文] Taylor-Green流れにおける弾性乱流2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,後藤俊幸
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 第32巻 ページ: 441-448

  • [雑誌論文] Hybrid Eulerian-Lagrangian simulations for polymer-turbulence interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe, Toshiyuki Gotoh
    • 雑誌名

      J. Fluid Mech

      巻: 717 ページ: 535-575

  • [雑誌論文] Linear stability analysis of parallel shear flows for an inviscid generalized two-dimensional fluid system2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Iwayama, Masakazu Sueyoshi, Takeshi Watanabe
    • 雑誌名

      J. Phys. A : Math. Theor

      巻: 46 ページ: 65501

  • [雑誌論文] Scalar flux in a uniform mean scalar gradient in homogeneous isotropic steady turbulence2012

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Gotoh, Takeshi Watanabe
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: 241 ページ: 141-148

  • [雑誌論文] Universality and anisotropy in passive scalar fluctuations in turbulence with uniform mean gradient2011

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Gotoh, Takeshi Watanabe, Yuki Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Turbulence 12

      巻: N48

  • [雑誌論文] 大規模並列計算による乱流中の高分子モデルの挙動解析2011

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,後藤俊幸
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1711 ページ: 10-23

  • [学会発表] Taylor-Green流れにおける弾性乱流の性質2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      日本物理学会年会2014
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2014-03-28
  • [学会発表] 希薄高分子溶液における乱流のハイブリッドシミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      西岡優樹,渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      日本機械学会第26回計算力学部門講演会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2013-11-02
  • [学会発表] Taylor-Green流れにおける弾性乱流2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2013
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 年月日
      2013-09-02
  • [学会発表] 希薄高分子溶液における低レイノルズ数乱流の性質2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-26
  • [学会発表] 乱流の減衰過程に及ぼす高分子の影響2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「多重物理・多重スケール乱流現象の数理」
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2013-01-09
  • [学会発表] 一様定常乱流の統計性における鎖状高分子の影響2012

    • 著者名/発表者名
      土屋勝洋,西岡優樹,渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      第26回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年センター
    • 年月日
      2012-12-18
  • [学会発表] テイラークエット乱流における高分子の影響2012

    • 著者名/発表者名
      杉山智哉,後藤俊幸,渡邊威
    • 学会等名
      第10回日本流体力学会中部支部講演会
    • 発表場所
      稲荷山温泉杏泉閣
    • 年月日
      2012-11-09
  • [学会発表] Kinetic energy spectrum of the low ReynoIds number turbulence with polymer additives2012

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe, Toshiyuki Gotoh
    • 学会等名
      CCP2012
    • 発表場所
      Nichii Gakka
    • 年月日
      2012-10-15
  • [学会発表] テイラークエット乱流における高分子の影響2012

    • 著者名/発表者名
      杉山智哉,後藤俊幸,渡邊威
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸ボートアイランド南地区
    • 年月日
      2012-10-06
  • [学会発表] 高分子添加した乱流のエネルギースペクトルの振る舞い2012

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,後藤俊幸
    • 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
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] 一様定常乱流の統計性における高分子の影響2011

    • 著者名/発表者名
      杉本大輝,渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      九州大学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
      九州大学応用力学研究所
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] テイラークエット流れにおける高分子の影響2011

    • 著者名/発表者名
      金相佑,渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      九州大学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
      九州大学応用力学研究所
    • 年月日
      2011-11-10
  • [学会発表] 多数の高分子モデルが分散した一様乱流の統計性2011

    • 著者名/発表者名
      杉本大輝,渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      第24回計算力学講演会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-10-08
  • [学会発表] テイラークエット流れにおける高分子の影響2011

    • 著者名/発表者名
      金相佑,渡邊威,後藤俊幸
    • 学会等名
      第24回計算力学講演会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-10-08
  • [学会発表] 一様定常乱流の統計性質への高分子の影響2011

    • 著者名/発表者名
      渡邊威,杉本大輝,後藤俊幸
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 高分子溶液乱流の大規模並列数値計算2011

    • 著者名/発表者名
      渡邊威
    • 学会等名
      第4回NIFS-NIT合同セミナー
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2011-07-29
  • [学会発表] Hybrid simulations of enormous numbers of polymers dispersed in decaying isotropic turbulence2011

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe, Toshiyuki Gotoh
    • 学会等名
      Hybrid simulations of enormous numbers of polymers dispersed in decaying isotropic turbulence", ICCES'11
    • 発表場所
      Grand Metro Park Hotel, Nanjing China
    • 年月日
      2011-04-18

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公開日: 2015-06-25  

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