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2014 年度 実績報告書

数学的に予言される2次元点渦系平均場方程式のm点爆発解の動力学的理解

研究課題

研究課題/領域番号 24540400
研究機関静岡大学

研究代表者

八柳 祐一  静岡大学, 教育学部, 准教授 (30287990)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード自己組織化 / 2次元点渦系 / 絶対負温度 / Onsager理論 / インバースカスケード
研究実績の概要

渦結晶状態を理解するために,クランプがその構造を保つためには,ドリフト項の働きが重要であることが確認できたが,多角形配位を形成/維持するメカニズムの詳細を理解するには至らなかった。
点渦系は,対称性の低い初期配位から時間発展を始めると,collisionlessな移流項の働きにより高速に対称的な配位をめざす。我々は,この状態を「局所平衡」とよぶ。局所平衡では,系内に温度が異なる小領域が点在し,各小領域内では拡散項の効果はゼロとなっている。すなわち,詳細釣り合いが実現されているといってよい。その後,温度が異なる別の小領域との相互作用に由来する拡散効果により駆動されるが,この効果の大きさは1/N_L (N_L:ローカルな点渦数)程度の小さなものである。すなわち,局所平衡状態に達したクランプの内と外をまたく粒子輸送が小さくなっており,m点渦の状態は,N_L×t_D(t_D:ダイナミカルタイム)程度の時間スケールにわたり維持されることが期待できる。これらより,m点渦解が安定解(平衡解)になるためには,局所平衡状態で非ゼロの拡散項をゼロにできるような条件を検討すればよいことがわかった。
また,これまで,N体系の緩和は,violent relaxation → slow relaxationという2段階のメカニズムと理解されていたが,我々が行った点渦系の時間発展より得たH関数の時間依存性より,これまでのslow relaxationよりさらに低速な緩和があることが示唆される数値的な結果を得た。これは,対称的な配位に達した段階で,1/(N_L×N_L) 以上の小さな拡散効果があることを意味し,さらなる高精度近似による運動論的方程式が必要である,との認識に至った。

研究成果

(9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 学会発表

  • [雑誌論文] Explicit formula of energy-conserving Fokker-Planck type collision term for single species point vortex systems with weak mean flow2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yatsuyanagi, T. Hatori and P-H Chavanis
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 84 ページ: 014402,1-12

    • DOI

      10.7566/JPSJ.84.014402

    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Violent and slow relaxations to sinh-Poisson equilibrium state in two-dimensional point vortex system2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Yatsuyanagi, Megumi Ikeda and Tadatsugu Hatori
    • 雑誌名

      Pacific Journal of Mathematics for Industry

      巻: 6 ページ: 3,1-6

    • DOI

      10.1186/s40736-014-0003-z

    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] 2次元インバースカスケードのメカニズムを握るドリフト項2014

    • 著者名/発表者名
      八柳祐一,羽鳥尹承
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1885 ページ: 133-147

    • オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] 2次元点渦系で,エネルギーを保存するFokker-Planck型衝突項2014

    • 著者名/発表者名
      八柳祐一,羽鳥尹承
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1919 ページ: 7-29

    • オープンアクセスとしている
  • [学会発表] Self-organization mechanism in two-dimensional point vortex system2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichi YATSUYANAGI, Tadatsugu HATORI
    • 学会等名
      The 11th International Workshop on Non-Neutral Plasmas
    • 発表場所
      Sunport Takamatsu (香川県)
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Fokker-Planck 型衝突項を有する運動論的方程式による純電子プラズマの緩和過程の理解2014

    • 著者名/発表者名
      八柳祐一,羽鳥尹承,曽我之泰
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014 (日本物理学会(領域2)2014年秋季大会)
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県)
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-20
  • [学会発表] 2次元点渦系でのH定理の数値的検討2014

    • 著者名/発表者名
      八柳祐一,羽鳥尹承
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2014
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-16
  • [学会発表] 2次元点渦系でのH定理の数値的検討2014

    • 著者名/発表者名
      八柳祐一,羽鳥尹承
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛知県)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-07
  • [学会発表] Fokker-Planck型衝突項により特徴づけられる2次元点渦系2014

    • 著者名/発表者名
      八柳祐一,羽鳥尹承,P.H.Chavanis
    • 学会等名
      九州大学情報基盤研究開発センター 先駆的科学計算に関するフォーラム2014
    • 発表場所
      リファレンス駅東ビル(福岡県)
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-06
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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