| 研究課題/領域番号 |
25390149
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
芳松 克則 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70377802)
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| 研究分担者 |
岡本 直也 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80547414)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 計算科学 / 数理物理 / 乱流 / ウェーブレット |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、規範的な乱流場に的を絞り、（１）乱流の初期値敏感さなどの動力学、特に現実の世界でみられる一様磁場、浮力などの非等方力、及び、固体壁境界の動力学への影響を解明すること、（２）その知見に整合する乱流のウェーブレット解析に基づく情報縮約手法を開発することである。周期境界条件を満足する三次元一様乱流、平行二平板間乱流を対象に研究を実施した。平成２５年度に得られた成果の概要を以下に示す。
（１）一様等方性乱流の二つの場の差（誤差）の発展を調べた。活発な誤差エネルギー生成は、二つの場の相関がそれほど強くないスケールで起きること、そのスケールよりも大きいスケールの寄与が支配的であることを示した。そのエネルギーの輸送・生成機構はエンストロフィの輸送・生成機構のアナロジーで理解できる。また、低磁気レイノルズ数電磁流体乱流における間欠性について、その非等方性を特徴づけるウェーブレットに基づく指標を提案した。
（２）平行二平板間乱流の秩序構造を直交ウェーブレットを用いて抽出した。特に、壁面近傍の壁水平方向には、一様乱流の場合よりも消失モーメントが高いウェーブレットを使う必要があることが分かった。また、ペナライズ手法を用いて壁面を模擬した平行二平板間乱流のシミュレーションを実施した。その結果を、フーリエスペクトル方及びチェビシェフタウ法を用いた平行二平板間乱流の直接数値計算の結果と比較し評価した。平均流をよく再現することが分かった。
得られた成果により、乱流の動力学の解明、乱流のアダプティブシミュレーション手法などの計算科学的乱流モデルの開発が促進されると期待される。
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| 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
当初計画した、三次元一様乱流の誤差発展の動力学を解明したのに加え、ウェーブレット解析を用いた平行二平板間乱流の秩序渦度抽出の予備的研究、および、各種コード作成を実施できたから。また、低磁気レイノルズ数電磁流体一様乱流の非等方間欠性の研究が査読付き学術誌に採択された。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続きスーパーコンピュータを駆使して三次元一様乱流、特に、非等方乱流の動力学の解明を行うと共に、ウェーブレット解析を応用した情報縮約手法の開発を進める。
前者では、特に、初期条件敏感さ、および、エネルギー減衰について検討する。
後者では、海外共同研究者のSchneider, Farge両博士との連携をより密に行い、平行二平板間乱流の情報縮約手法の開発を進める。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成25年度に、一様磁場下の低磁気レイノルズ数電磁流体乱流の誤差発展を調べ、その誤差発展の統計への非等方力の影響を分析するし、シンポジウムで発表予定であったが、誤差が主に等方的に発展していくことが分かった。そのため、主に、等方乱流での誤差発展の動力学に焦点を当てて研究を進めた。また、名古屋大学のスーパーコンピュータの更新により、追加の計算機使用料、特にデスク使用料が必要なくなった。以上より、未使用額が生じた。
今後は、特に、平行二平板間乱流の秩序構造の抽出、ペナライズ手法の研究を進めるため、海外共同研究者のSchneider, Farge両博士とより密に連携をとるための渡航費、その成果の発表を行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
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