カテゴリー: 流体力学セミナー

  • 流体力学セミナー

                流 体 力 学 セ ミ ナ ー
    
    日時:  3月13日(月) 10:30 から 12:00
    
    場所:  京大 理学研究科5号館(物理学教室) 413号室
    
    講師: Professor Mikhael Gorokhovski
           Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
           École Centrale de Lyon      
    
    講演題目: Stochastic subgrid acceleration models in LES of two-phase flows. 
    
    講演要旨:
    It was recently recognized that the turbulence at the high Reynolds number is characterized by quick peaks in the velocity signal, and the corresponding velocity gradients may attain intermittently very large values. This is a manifestation of intense and long-lived flow structures at small spatial scales.  However, in practical computations of highly turbulent flows, the smallest scales are filtered, and consequently, the effects of intermittency are mainly neglected. In this talk we propose to discuss an approach to account the sub-filtered effects of intermittency in the stochastic way. The idea is to force the filtered Navier-Stokes equations by the stochastic acceleration term with prescribed properties known from the experimental and DNS statistics of the Lagrangian acceleration. The stochastic model for this acceleration contains the lognormal process for its norm (with long-range correlations), and the model for the acceleration direction (with short range correlations). The latter represents the Ornstein-Uhlenbeck process on the unit sphere with relaxation to the locally resolved vorticity vector. Both models – one for the norm and another for the direction of acceleration - depend on the local Reynolds number. The model is referred to as LES-SSAM (Stochastic Subgrid Acceleration Model). In this talk, the fluid mechanics from LES-SSAM is assessed by DNS and is considered as a background turbulent flow in the following situations: 
    - The box turbulence laden by heavy particles; DNS/LES-SSAM. The assessment of 
    single and two time statistics of the particle acceleration and velocity illustrated clearly the advantage of the proposed flow model in predictions of the non-Gaussian statistics and autocorrelations of heavy particles. 
    - The homogeneous shear flow laden by heavy particles; DNS/LES-SSAM. Here we will show that the volume averaged acceleration norm of particle exhibits a pseudo-cyclic behavior, which is a signature of the periodic action of largest confined vortexes against the mean shear. Another interesting discussion will concern the preferential orientation of the particle acceleration given by mean shear-induced vortical structures. These both principal findings may have relation to the turbulence-induced intermittent structures in clouds.
    - Turbulent incompressible flows with interface. Here the possibility of combination of LES-SSAM with the Volume of Fluid (VoF) approach will be discussed and illustrated for primary atomization process.  
  • 流体力学セミナー

    流 体 力 学 セ ミ ナ ー

    (京都大学応用数学セミナー(KUAMS)との共催)

    日時:  9月14日(金) 15:00 から 16:30

    場所:  京大 理学研究科 物理学教室(理5号館) 401号室

    講師: Uriel Frisch 氏
    Laboratoire Lagrange, Observatoire and Universite Cote d’Azur
    Nice, France

    講演題目:The mathematical and numerical construction of
    turbulent solutions for the 3D incompressible Euler
    equation and its perspectives

    講演要旨:

    Starting with Kolmogorov’s 1941 (K41) work, infinite Reynolds number
    flow is known to have velocity increments over a small distance r that
    vary roughly as the cubic root of r. Formally,  such  flow  is  expected  to
    satisfy  Euler’s  partial differential  equation,  but  the  flow  being
    not  spatially differentiable, the equation is satisfied only in
    a distributional sense. Since Leray’s 1934 work, such solutions are called
    weak. Actually  they  were  already  present  –very  briefly–  in
    Lagrange’s 1760/1761 work on non-smooth solutions of the wave equation.
    A  major  breakthrough  has  happened  recently: mathematicians  succeeded
    in  constructing  rigourously  weak solutions  of  the  Euler  equation
    whose  spatial  regularity  –measured by their Hölder continuity exponent–
    is arbitrarily close to the value predicted by K41 (Isett 2018), Buckmaster et
    al. 2017). Furthermore these solutions present the anomalous energy dissipation
    investigated by Onsager in 1949 (Ons49). We shall highlight some aspects of
    the derivation of these results which took about ten years and was started
    originally by Camillo de Lellis and Laszlo Szekelyhidi and continued with a
    number  of  collaborators.  On  the  mathematical  side  the derivation makes
    use of techniques developed by Nash (1954) for isometric embedding and by Gromov
    (1986, 2017) for convex  integration.  Fortunately,  many  features  of  the
    derivation  have  a  significant  fluid  mechanical  content.  In particular
    the successive introduction of finer and finer flow structures, called Mikados
    by Daneri and Szekelyhidi (2017) because  they  are  slender  and jetlike.
    The Mikados generate Reynolds stresses on larger scales; they can be chosen
    to cancel discrepancies between approximate and exact solutions of the Euler
    equation. A particular engaging aspect of the construction of weak solutions
    is its flexibility. The Mikados can be chosen not only to  reproduce  K41/Ons49
    selfsimilar  turbulence,  but  also  to synthesize  a  large  class  of
    turbulent  flows,  possessing,  for example,  small-scale  intermittency
    and  multifractal  scaling. This huge playground must of course be explored
    numerically for testing all manners of physical phenomena and theories, a
    process being started in a collaboration between Leipzig, Nice, Kyoto and Rome.

    (in collaboration with Laszlo Szekelyhidi,Department of Mathematics,
    University of Leipzig, Germany and Takeshi Matsumoto,Department of
    Physics, Kyoto University, Japan)

    +–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–
    世話人:山田 道夫(京大数理研), 竹広 真一(京大数理研),
    藤 定義(京大理),松本 剛(京大理)
    連絡先:山田道夫 yamada_at_kurims.kyoto-u.ac.jp
    =========================================================

  • 流体力学セミナー

    皆様、6/26日(月)の流体力学セミナーを御案内いたします。
    御来聴歓迎いたします。

    日時:2016年 6月 26日(月) 15:00 から 16:30

    場所: 京都大学 数理解析研究所 204号室

    講師: Prof. Tamer A. Zaki
    (Mechanical Engineering, Johns Hopkins University)

    講演題目:
    LARGE-SCALE STRUCTURES IN TRANSITIONAL AND TURBULENT BOUNDARY LAYERS

    講演要旨:
    In transitional and turbulent boundary layers, an interface separates
    the non-turbulent and turbulent regions of the flow. In the transition
    zone, this interface surrounds localized patches of turbulence that
    are formed sporadically and spread to consume the surrounding laminar
    flow. In the turbulent regime, the interface marks the free-stream
    edge of the boundary layer and separates the vortical near-wall motion
    from the outer potential flow. Using direct numerical simulations, we
    examine characteristics of this turbulent/non-turbulent (T/NT)
    interface. In the case of transition we relate its formation, or the
    inception of turbulence patches, to the streaky structures known as
    Klebanoff distortions. In the fully turbulent boundary layer,
    statistical evidence is presented that the interface is locally
    modulated by the large-scale velocity perturbations in both the
    streamwise and spanwise directions. The modulation is different when
    the coherent structure is high- versus low-speed motion: high-speed
    structures lead to a wedgeshaped deformation of the T/NT interface,
    which causes an anti-correlation between the angles of the interface
    and the internal shear layer. On the other hand, low-speed structures
    are correlated with crests in the interface. Finally, the sudden
    changes in turbulence statistics across the interface are in line with
    the changes in the population of low-speed structures, which consist
    of slower mean streamwise velocity and stronger turbulence than the
    high-speed counterparts.

    +–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–

    世話人:山田 道夫(京大数理研), 竹広 真一(京大数理研),
        藤 定義(京大),松本 剛(京大理)
    アドバイザー:水島 二郎(同志社大工), 余田 成男(京大理)
    連絡先:山田道夫 yamada_at_kurims.kyoto-u.ac.jp
    =========================================================

  • 流体物理学ゼミナール2004/05/24

    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2004 No. 3
    _/
    _/ 日 時 : 04年 6月 7日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師 : Baofeng Feng 氏 (Department of Mathematics,
    _/ University of Texas-Pan American)
    _/
    _/ 題 目 : Application of variational methods in fiber-optic communication
    _/ systems
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ In this talk, we apply the variational methods to study the propagation
    _/ properties of dispersion management (DM) optical solitons, as well
    _/ as the interactions between them, in fiber-optic communication systems.
    _/ As a result, a set of ordinary differential equations (ODEs) is obtained to
    _/ predict the dynamical behavior of optical solitons instead of the original
    _/ patial differential equations (PDEs). The original PDEs are also solved
    _/ numerically by a symmetrized split-step pseudospectral methods and the
    _/ results agreed with predictions of the variational methods.
    _/
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    世話人:大木谷 耕司(京大数研)、藤 定義(京大理)、松本 剛(京大理)、
    山田 道夫(京大数研)
    アドバイザー:河原 源太(京大工)、小森 悟(京大工)、藤坂博一(京大情報学)、
    船越 満明(京大情報学)、水島 二郎(同志社大工)、余田 成男(京大理)
    連絡先:ohkitani@kurims.kyoto-u.ac.jp
    メールリスト連絡先: semi-adm@kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp

  • 流体物理学ゼミナール2004/10/21

    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2004 No. 8
    _/
    _/ 日 時 : 04年 11月 8日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師 : 坂本 圭 氏 (京大大学院 理学研究科 地球物理学)
    _/
    _/ 題 目 : 潮流によって形成される海底境界層の不安定とその混合効果
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ 回転系・渦粘性係数一定のもとで、時間振動流である潮流によって形成される
    _/ 海底境界層は、定常流による海底エクマン層と相似な流速構造を持ちます。
    _/ 高レイノルズ数においては、エクマン層が不安定であるのと同様に、潮流による
    _/ この境界層も不安定になると考えられます。そこで、この境界層の安定性を調べ
    _/ るために数値実験を行ったところ、慣性周期と潮流周期の比に依存して、3つの
    _/ 異なったタイプの不安定が現れました。また、成層を導入した実験から、慣性
    _/ 周期と潮流周期がほぼ等しく成層が弱い極海域で、境界層の不安定によって効果
    _/ 的な鉛直混合が引き起こされうることを示します。
    _/
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    世話人:大木谷 耕司(京大数研)、藤 定義(京大理)、松本 剛(京大理)、
    山田 道夫(京大数研)
    アドバイザー:河原 源太(京大工)、小森 悟(京大工)、藤坂博一(京大情報学)、
    船越 満明(京大情報学)、水島 二郎(同志社大工)、余田 成男(京大理)
    連絡先:ohkitani@kurims.kyoto-u.ac.jp
    メールリスト連絡先: semi-adm@kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp

  • 流体物理学ゼミナール2004/12/10

    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2004 No. 10
    _/
    _/ 日 時 : 04年 12月 20日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師 : 金 英子 氏(京大理学部)
    _/
    _/ 題 目 : Blinking vortex システムによる粒子混合と
    _/ 擬アノソフ型の周期軌道について
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ Boyland-Aref-Stremler は組みひもの Thurston-Nielsen (TN) 理論を援用して、
    _/ 擬アノソフ型とよばれるある特別なタイプの周期軌道が存在することによって
    _/ 発生するカオス的輸送があることを実験によって示した。
    _/ TN 理論が保証することは実験で観察された粒子の軌道の複雑さは、擬アノソフ型
    _/ の周期軌道の存在のみによって決まり、流れの詳細な性質には依存しないことで
    _/ ある。このような擬アノソフ型の周期軌道が強制する混合の複雑さは、
    _/ topological chaosと呼ばれている.
    _/ 講演ではblinking vortex システムにおける粒子混合について考察する。
    _/ 特に、渦糸の強さと渦糸を点滅させるタイミングをうまく選ぶことによって
    _/ topological chaos が発生し、その結果、blinking vortex システムにおいては
    _/ 広い領域で均一性の高い粒子混合が実現できることを報告したい。
    _/
    _/ 参考文献:
    _/ P. Boyland, H. Aref and M. Stremler, ‘Topological fluid mechanics of
    _/ stirring.’ J. Fluid Mech. 403, (2000) 277–304.
    _/ 松岡隆, 組みひもの理論と力学系, 物性研究(1996)
    _/
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    世話人:大木谷 耕司(京大数研)、藤 定義(京大理)、松本 剛(京大理)、
    山田 道夫(京大数研)
    アドバイザー:河原 源太(京大工)、小森 悟(京大工)、藤坂博一(京大情報学)、
    船越 満明(京大情報学)、水島 二郎(同志社大工)、余田 成男(京大理)
    連絡先:ohkitani@kurims.kyoto-u.ac.jp
    メールリスト連絡先: semi-adm@kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp

  • 流体物理学ゼミナール2004/11/19

    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2004 No. 9
    _/
    _/ 日 時 : 04年 11月 29日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師 : 田中 ダン 氏 (京大大学院 理学研究科 物理学)
    _/
    _/ 題 目 : Turing instability leads oscillatory systems to
    _/ spatio-temporal chaos
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ 振動性の反応拡散系では、Turing不安定化が周期構造ではなく時空カオスを
    _/ 生じさせる場合がある。そのようなモデル系とその縮約方程式を紹介し、
    _/ カオスへ至る道程や、揺らぎの臨界指数などを議論したい。ソフトモード乱流
    _/ との関連についても触れる。
    _/ D.T. and Y.Kuramoto, Phys.Rev.E 68, 026219 (2003)
    _/ D.T., Phys.Rev.E 70, 015202(R) (2004)
    _/
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    世話人:大木谷 耕司(京大数研)、藤 定義(京大理)、松本 剛(京大理)、
    山田 道夫(京大数研)
    アドバイザー:河原 源太(京大工)、小森 悟(京大工)、藤坂博一(京大情報学)、
    船越 満明(京大情報学)、水島 二郎(同志社大工)、余田 成男(京大理)
    連絡先:ohkitani@kurims.kyoto-u.ac.jp
    メールリスト連絡先: semi-adm@kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp

  • 流体物理学ゼミナール2004/08/23

    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2004 No. 6
    _/
    _/ 日 時 : 04年 9月 6日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師 : 佐野 光貞 氏 (京大 人間・環境学研究科)
    _/
    _/ 題 目 : 円筒境界内のN点渦系のダイナミクスと統計力学
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ Malmberg trapによって実現される非中性プラズマの運動は二次元Euler流体
    _/ として(近似的に)記述される。我々はこの非中性プラズマを点渦の集まり
    _/ (点渦ガス)とみなして、そのダイナミクスおよび統計力学を考察する。
    _/
    _/ (共同研究者:吉田 剛、冨田 博之、際本 泰士、八柳 祐一、戎崎 俊一 の各氏)
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    世話人:大木谷 耕司(京大数研)、藤 定義(京大理)、松本 剛(京大理)、
    山田 道夫(京大数研)
    アドバイザー:河原 源太(京大工)、小森 悟(京大工)、藤坂博一(京大情報学)、
    船越 満明(京大情報学)、水島 二郎(同志社大工)、余田 成男(京大理)
    連絡先:ohkitani@kurims.kyoto-u.ac.jp
    メールリスト連絡先: semi-adm@kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp

  • 流体物理学ゼミナール2004/07/02

    先日、台風のため中止しましたセミナーについてです。
    講師のご厚意により以下の様に、再度案内させていただきます。
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2004 No. 5
    _/
    _/ 日 時 : 04年 7月 12日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師 : 北村 祐二 氏 (大学院理学研究科 地球惑星科学)
    _/
    _/ 題 目 : 成層乱流におけるエネルギーカスケード
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ 飛行機観測から, 10km から 数百km の水平スケールで, 水平波数に関するエ
    _/ ネルギースペクトルが -5/3 乗則に従うことが分かっている(Nastorom and
    _/ Gage, 1985). その成因を, 2 次元乱流的なエネルギー逆カスケードとして解
    _/ 釈する立場と 3 次元乱流的なエネルギーカスケードとする立場とがあるが,
    _/ どちらがより妥当なのかはまだ明らかになっていない. 本研究では一様な成層
    _/ と回転を仮定した簡単な数値モデルで, 観測から知られる結果をどの程度説明
    _/ しうるかを系統的に調べた. その結果, 現実的なパラメターレンジでは, エネ
    _/ ルギー逆カスケードによって -5/3乗のスペクトルを得ることはできなかっ
    _/ た. 一方, 高波数へのエネルギー輸送は成層度のみならず回転にも依存す
    _/ る. f
    _/ 傾きは急勾配になるが, f Ω では, 成層によらず, エネルギースペクトルは
    _/ -1.9 〜 -2.1 程度の傾きとなった. このような回転の依存性は, 2 つの鉛
    _/ 直渦度成分と 1 つの水平発散成分によるエネルギー輸送にのみ現れることが
    _/ 分かった.
    _/
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    世話人:大木谷 耕司(京大数研)、藤 定義(京大理)、松本 剛(京大理)、
    山田 道夫(京大数研)
    アドバイザー:河原 源太(京大工)、小森 悟(京大工)、藤坂博一(京大情報学)、
    船越 満明(京大情報学)、水島 二郎(同志社大工)、余田 成男(京大理)
    連絡先:ohkitani@kurims.kyoto-u.ac.jp
    メールリスト連絡先: semi-adm@kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp

  • 流体物理学ゼミナール2005/01/13

    本年最初のセミナーの案内をお送りします。
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2004 No. 11
    _/
    _/ 日 時 : 05年 1月 17日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師 : Dongliang Zhao (趙 棟梁) 氏
    _/ (京大大学院工学研究科/中国海洋大学物理海洋研究所)
    _/
    _/ 題 目 : 風波とLangmuir循環による海洋混合層の変動
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ The oceanic mixed layer refers to the upper layer of the ocean that is
    _/ in direct contact with the atmosphere and is usually observed to be mixed
    _/ thoroughly by turbulent mixing. Models of the oceanic mixed layer usually
    _/ ignore the presence of wind waves at the air-sea interface, and assumed
    _/ they obey the law of the wall, in which the turbulence is equilibrated
    _/ between shear production and dissipation. However, wind waves are at least
    _/ important for two reasons. First, wave breaking transfers wave energy into
    _/ turbulence and is thus an energy source for boundary layer turbulence.
    _/ Second, direct interactions between Stokes drift that is resulted from
    _/ wind waves and wind-driven current can produce Langmuir circulation,
    _/ which has the capability to transport suspended matter vertically downward
    _/ deep into the oceanic mixed layer and modifying the circulation and
    _/ turbulence characteristics in the upper ocean layer.
    _/ I will first introduce the wind wave models briefly, and suggest that
    _/ wind wave forecast has been well developed compared to the other ocean
    _/ environmental factor predictions. Then, based on a second order turbulent
    _/ closure scheme, Mellor-Yamada model, the influence of wind waves on
    _/ oceanic mixed layer is investigated from three aspects including air-sea
    _/ flux algorithms, turbulence induced by wave breaking, and Langmuir
    _/ circulation, all of them depend on the development degree
    _/ of wind waves. The detail will be reported at the presentation.
    _/
    _/ 備考:講師は機械工学専攻流体工学 小森研究室に滞在中です。
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    世話人:大木谷 耕司(京大数研)、藤 定義(京大理)、松本 剛(京大理)、
    山田 道夫(京大数研)
    アドバイザー:河原 源太(京大工)、小森 悟(京大工)、藤坂博一(京大情報学)、
    船越 満明(京大情報学)、水島 二郎(同志社大工)、余田 成男(京大理)
    連絡先:ohkitani@kurims.kyoto-u.ac.jp
    メールリスト連絡先: semi-adm@kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp