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2010 Fiscal Year Annual Research Report

乱流における「厳密」コヒーレント構造の解析

Research Project

Project/Area Number 22560065
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

永田 雅人  京都大学, 工学研究科, 教授 (80303858)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野口 尚史  京都大学, 工学研究科, 助教 (10447906)
Keywords乱流遷移 / コヒーレント構造 / 非線形安定性解 / 分岐解析 / 流れの動力学 / ホモトピー手法 / 円管ポアズイユ流 / SSP法
Research Abstract

平成22年度科学研究費交付申請書に記載されている「研究の目的」は、具体的には「層流が線形的に安定である系での、乱流遷移の普遍的な構造を解明すること」であった。この目的に沿って行った「研究実施計画」(1)での2重円筒の引き抜き流における「厳密」解についての論文(Deguchi & Nagata)はJournal of Fluid Mechanicsに掲載予定となっている。また、2重円筒の引き抜き流における場合のひとつの極限である円管ポアズイユ流にホモトピー手法を用いて接続する計画については、円管ポアズイユ流の軸対称および非軸対称擾乱による擾乱方程式の導出と、ゼルニケ円多項式(片側ヤコビ多項式)を用いた展開による「厳密」解の求積が成功裏に終わり、下記記載の複数の学会で発表を行った。「研究実施計画」(2)に関しては、内部加熱を伴う正方形ダクト流の「厳密」解にホモトピー手法を用いて等温の正方形ダクト流に接続することに成功した論文(Okino, Nagata, Wedin & Bottaro)が掲載(Journal of Fluid Mechanics, Vol.657, 2010)され、さらに新たな種々の「厳密解」をSSP(Self-Sustaining Process)法を使って見つけ出し(論文投稿中)、下記記載の複数の学会で発表を行った。また、正方形ダクト流に用いた手法を円管ポアズイユ流に応用し、円管内に熱源を一様分布させることによって内部加熱された円管ポアズイユ流の線形・非線形安定性解析を行い、得られた非線形解にホモトピー手法を用いて等温の円管ポアズイユ流に接続することにも成功している。

  • Research Products

    (13 results)

All 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Traveling hairpin-shaped fluid vortices in plane Couette flow2010

    • Author(s)
      K.Deguchi, M.Nagata
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 82 Pages: 056325(1-5)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new nonlinear vortex state in square-duct flow2010

    • Author(s)
      S.Okino, M.Nagata, H.Wedin, A.Bottaro
    • Journal Title

      Journal of Fluid Mechanics

      Volume: 657 Pages: 413-429

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transition to turbulence for flows without linear criticality2010

    • Author(s)
      M.Nagata
    • Journal Title

      Physica Scripta

      Volume: T142 Pages: 014002(1-8)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Exact coherent state with travelling hairpin vortex in plane Couette flow2010

    • Author(s)
      M.Nagata
    • Organizer
      Interdisciplinary Turbulence Initiative 2010, Conference on Turbulence
    • Place of Presentation
      Bertinoro,イタリア
    • Year and Date
      20100919-20100922
  • [Presentation] Travelling wave solutions in square duct flow2010

    • Author(s)
      S.Okino
    • Organizer
      Interdisciplinary Turbulence Initiative 2010, Conference on Turbulence
    • Place of Presentation
      Bertinoro,イタリア
    • Year and Date
      20100919-20100922
  • [Presentation] Travelling wave solutions in square duct flow2010

    • Author(s)
      S.Okino
    • Organizer
      Euromech Fluid Mechanics Conference-8
    • Place of Presentation
      Bad Reichenhall,ドイツ
    • Year and Date
      20100913-20100916
  • [Presentation] Travelling hairpin vortex in plane Couette flow2010

    • Author(s)
      M.Nagata
    • Organizer
      Euromech Fluid Mechanics Conference-8
    • Place of Presentation
      Bad Reichenhall,ドイツ
    • Year and Date
      20100913-20100916
  • [Presentation] Travelling wave solutions in sliding Couette flow2010

    • Author(s)
      K.Deguchi
    • Organizer
      Euromech Fluid Mechanics Conference-8
    • Place of Presentation
      Bad Reichenhall,ドイツ
    • Year and Date
      20100913-20100916
  • [Presentation] Transition to turbulence for flows without linear criticality2010

    • Author(s)
      M.Nagata
    • Organizer
      Dynamics Days in Europe 2010
    • Place of Presentation
      Bristol,連合王国
    • Year and Date
      20100906-20100910
  • [Presentation] 正方形ダクト内流れにおける定常進行波解2010

    • Author(s)
      沖野真也
    • Organizer
      第59回理論応用力学講演会 NCTAM 2010
    • Place of Presentation
      日本学術会議,東京
    • Year and Date
      20100608-20100610
  • [Presentation] スライディング・クエット流における非線形解2010

    • Author(s)
      出口健悟
    • Organizer
      59回理論応用力学講演会 NCTAM 2010
    • Place of Presentation
      日本学術会議,東京
    • Year and Date
      20100608-20100610
  • [Presentation] Transition to Turbulence for Flows without Linear Criticality2010

    • Author(s)
      M.Nagata
    • Organizer
      International Conference on Applied Mathematics
    • Place of Presentation
      香港市城大学,香港(招待講演)
    • Year and Date
      20100607-20100610
  • [Book] 高速流体力学2010

    • Author(s)
      永田雅人
    • Total Pages
      215
    • Publisher
      森北出版株式会社

URL: 

Published: 2012-07-19  

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