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2013 年度 実績報告書

非圧縮流体の運動方程式に対する応用解析

研究課題

研究課題/領域番号 24244007
研究機関京都大学

研究代表者

岡本 久  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (40143359)

研究分担者 山田 道夫  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (90166736)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワード応用数学 / 流体
研究概要

コルモゴロフ流の分岐において、ホップ分岐が大きな役割を果たしていることを見出した。特に、ユニモーダル(unimodal)な定常解が見つからない時でもユニモーダルな時間周期解が存在することがわかった。
一般化されたProudman-Jophnson方程式の、レイノルズ数が巨大なところにおける解の分岐を解析的に調べ、漸近解析によって得られた分岐の枝と数値データが非常によく合うことがわかった。また、内部遷移層が現れる例を考察し、レイノルズ数の大きなところで漸近解析を試みた。数値計算とは比較的良い一致をみた。
非線形熱方程式の解の爆発を複素平面で考え、その特異点をリーマン面上で探索している。そのために必要な数値計算法を開発中である。
3次元力学系でナヴィエ-ストークス方程式に関連したCraik-Okamoto方程式の周期解の存在を、精度保証計算を使って証明した。同様に、Pehlivanの方程式についても周期倍分岐の存在を精度保証計算を用いて証明することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

分岐解の漸近解析は数値データを非常にうまく説明している。レイノルズ数が大きなときの漸近解析は、Japan J. Indust. Appl. Math. から出版予定である。

今後の研究の推進方策

より大きなモードの外力の場合にコルモゴロフ問題の分岐解を計算中である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Steady-States and Traveling wave solutions of the generalized Constantin-Lax-Majda equation2014

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Okamoto, T. Sakajo, M. Wunsch
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems, B

      巻: 34 ページ: 3155-3170

    • DOI

      10.3934/dcds.2014.34.3155

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The generalized Proudman--Johnson equation and its singular perturbation2014

    • 著者名/発表者名
      S.-C. Kim and H. Okamoto
    • 雑誌名

      Japan J. Indust. Appl. Math.

      巻: 31 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blow-up problems in the strained vorticity dynamics and critical exponents2013

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

      J. Math. Soc. Japan

      巻: 65 ページ: 1079, 1099

    • DOI

      10.2969/jmsj/06541079

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The generalized Proudman-Johnson equation at large Reynolds numbers2013

    • 著者名/発表者名
      S.-C. Kim and H. Okamoto
    • 雑誌名

      IMA J. Appl. Math.

      巻: 78 ページ: 379,403

    • DOI

      10.1093/imamat/hxr054

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2次元非圧縮粘性流における、安定で大きな渦の存在について2013

    • 著者名/発表者名
      岡本 久、Kim Sun-Chul
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 32 ページ: 417,419

  • [学会発表] Nonlinear heat equations, blow-ups, and their finite difference approximations2013

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto
    • 学会等名
      The first Vietnam International Applied Mathematics Conference
    • 発表場所
      サイゴン大学(ホーチミン市)
    • 年月日
      20131219-20131220
    • 招待講演
  • [学会発表] Kolmogorov's Dynamical Systems viewpoint on 2D Navier-Stokes flows.2013

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto
    • 学会等名
      International Conference on PDEs and Dynamical Systems
    • 発表場所
      河南理工大学(中国 焦作市)
    • 年月日
      20131017-20131018
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluid mechanical singular perturbation problems and its numerical challenges2013

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto
    • 学会等名
      北東アジアシンポジウム(Method and Modeling for High performance Scientific Computing)
    • 発表場所
      望江賓館 (中国 成都市)
    • 年月日
      20130923-20130924
    • 招待講演
  • [学会発表] 2次元非圧縮粘性流における安定で大きな渦の存在について2013

    • 著者名/発表者名
      岡本 久
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      20130913-20130913
  • [学会発表] A blow-up problem on the nonlinear heat equation in the complex t-plane2013

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto
    • 学会等名
      The 9th East Asia SIAM Conference
    • 発表場所
      Bandung Institute of Technology (Indonesia)
    • 年月日
      20130617-20130619

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公開日: 2015-05-28  

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