流体中における輸送現象の複雑ネットワーク理論による解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24800011
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤原 直哉 東京大学, 生産技術研究所, 民間等共同研究員 (00637449)
• 研究期間 (年度): 2012-08-31 – 2014-03-31
• キーワード: ネットワーク / 流体 / 数理工学

研究概要

本研究の目的は、流体中における粒子の輸送現象を複雑ネットワークとして捉え、ネットワーク科学の手法を用いて解析することである。その結果、通常の流体解析では明らかにならなかった性質を解明した。
まず、乱流モデルにおけるネットワークを構成し、媒介中心性を用いた解析を行い、対流ロールの境界領域において高い媒介中心性を与えることを明らかにした。また、ネットワーク構造が変化した場合の定常状態の変化に対する問題を、摂動論的に考察した。問題を３つのクラスに分類し、それぞれの状況に特有な条件を考慮して摂動方程式を導き、粒子数が保存する場合はその方程式が厳密となることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Analytical framework of flow networks and its applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoya Fujiwara
  • 雑誌名: Proceedings of 2nd Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS2013) ページ: 2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Network analysis of transport phenomena in flow fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoya Fujiwara
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium of Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2013) ページ: 314-317
  • 査読あり
• [学会発表] Perturbative methods in transport networks and application to controlling geophysical flows (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Fujiwara, Jonathan F. Donges, Reik V. Donner, Jurgen Kurths, and Kazuyuki Aihara
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2014
  • 発表場所: Vienna (オーストリア)
  • 年月日: 2014-05-02
• [学会発表] 流れデータのネットワーク解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原直哉
  • 学会等名: Geo-communication seminar
  • 発表場所: 香川市
  • 年月日: 2014-01-14
• [学会発表] Analytical framework of flow networks and its applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoya Fujiwara
  • 学会等名: 2nd Korea-Japan Joint Workshop on Complex Communication Sciences (KJCCS2013)
  • 発表場所: 沖縄市
  • 年月日: 2013-10-17
• [学会発表] Network analysis of transport phenomena in flow fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoya Fujiwara
  • 学会等名: International Symposium of Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2013)
  • 発表場所: Santa Fe (アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2013-09-10