カテゴリー: 流体力学セミナー

  • 流体物理学ゼミナール2008/02/20

    数理研談話会をお知らせいたします.来聴歓迎.

    このセミナーは,先にお知らせしました2月12日(火)のセミナーの翌日の
    2月13日(水)に開催いたします.そのためやはり,セミナーの「曜日,時
    間,場所」がすべて通常と異なります.ご注意ください.

    ======================================================

    流体力学セミナー 2008 No. 3

    日時: 2月13日(水)15:00から16:30

    場所: 京都大学数理解析研究所1階115号室

    講師: Dr. Paul Manneville
    (Laboratoire d’Hydrodynamique, Ecole polytechnique, Palaiseau)

    題目: Plane Couette flow at the laminar-turbulent transition

    概要:
    Though the mechanisms involved in the transition to turbulence in wall
    flows are now better understood [1], statistical properties of the
    transition itself are yet unsatisfactorily assessed. Poiseuille pipe
    flow (Ppf) and plane Couette flow (pCf), both lacking linear
    instability modes, have attracted considerable interest recently [2.6].
    These flows become turbulent through the nucleation and growth or
    decay of turbulent domains that, on the one hand, can be interpreted
    within the framework of low dimensional dynamical systems theory as
    transient chaotic states associated to stochastic repellors. On the
    other hand, limitations due to finite observation times and/or system
    size may play a role and correlative spatiotemporal processes cannot
    be ruled out in the transitional regime. In the pCf case, the problem
    has been explored via numerical simulations of a model focusing on the
    in-plane (x, z) space dependence of a few velocity amplitudes with
    reduced cross-stream (y) dependence [6]. The model is closer to Navier. Stokes
    equations than previously considered coupled map reductions and
    there is evidence that it is well suited to the low-R transitional
    range. After a brief review of experimental results [5], I will
    present my most recent findings, discuss them in view of those for Ppf
    [2,4], and attempt to make a connection with the theory of first order
    phase transitions [7], as suggested long ago by Y. Pomeau [8].

    参考文献:
    [1] T. Mullin, R. Kerswell, eds., IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent
    Transition and Finite Amplitude Solutions (Springer, 2005). [2] B. Hof et al.,
    Nature 443 (2006) 59. [3] J. Peixinho, T. Mullin, Phys. Rev. Lett. 96 (2006)
    094501. [4] A.P. Willis, R.R. Kerswell, Phys. Rev. Lett. 98 (2007) 014501. [5]
    S. Bottin et al., Europhys. Lett. 43 (1998) 171. [6] M. Lagha, P. Manneville,
    Eur. Phys. J. B 58 (2007) 433-447. [7] P. Manneville, “Understanding the
    sub-critical transition to
    turbulence in wall flows,” Pramana-Journal of Physics, to appear. [8] Y. Pomeau,
    Physica D 23 (1986) 3-11.

    +–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+—-+–+–+

    世話人:藤 定義(京大),山田 道夫(京大数理研),松本 剛(京大理)
    アドバイザー: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:yamada@kurims.kyoto-u.ac.jp
    ==============================================

    山田道夫
    京都大学数理解析研究所
    〒606-8502 京都市左京区北白川追分町
    tel: 075-753-7221, fax: 075-753-7272
    email: yamada@kurims.kyoto-u.ac.jp

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2007/12/10

    山田@京大数理研です.

    来週月曜の京大数理研流体力学セミナーのお知らせです.

    Farge さんの講義案内が流れましたので,まだ少し早いのですが,
    同じ時期の Farge さんのセミナーを御案内いたします.

    |–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|-
    |–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|-

    流体力学セミナー 2007

    日 時 : 07年 12月 17 日 (月) 15:00〜16:30

    場 所 : 京大数理研 009号室

    講 師 : Marie Farge
    (LMD-IPSL-CNRS,Ecole Normale Superieure, Paris)

    題 目 :
    Extraction of coherent structures using wavelets:
    application to turbulent flows in fluids and plasmas

    要旨 :

    We will discuss the pertinence of the wavelet representation
    to study turbulence. We will then present a wavelet-based
    algorithm to extract coherent structures out of turbulent
    flows. We will demonstrate it on a 1D turbulent signal
    measured in the tokamak Tore Supra in Cadarache, then on 2D
    and 3D turbulent flows computed by direct numerical
    simulation. We will briefly present the CVS (Coherent Vortex
    Simulation) method which computes the time evolution of
    turbulent flows in an orthogonal wavelet basis, adapted at
    each time step to resolve all nonlinear interactions
    whatever their scale.

    This work has been done in collaboration with Kai Schneider, CMI, Universite de
    Provence, Marseille, and our PhD students.

    You can download our publications from
    http://wavelets.ens.fr

    +–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–
    世話人:山田 道夫(京大数理研),藤 定義(京大理)、
    松本 剛(京大理)、
    アドバイザー: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:yamada@kurims.kyoto-u.ac.jp

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2007/11/26

    数理研セミナーをお知らせいたします.来聴歓迎.

    ======================================================

    流体力学セミナー 2007 No. 5

    日 時 : 2007年 12 月 3 日 (月) 15:00〜16:30

    場 所 : 京大数理研 009号室

    講 師 : 田口智清 氏
    (神戸大 自然科学系 先端融合研究環)

    題 目 : 周期構造を持つ多孔質中を流れる希薄気体流の拡散モデル

    内 容 :

    気体分子の平均自由行程が系の代表長に比べて無視できない系における気体の
    振る舞いを考える場合,局所平衡状態を前提とする巨視的気体力学ではその振
    る舞いを正確に記述できず,より微視的な視点に立つ分子気体力学によらなけ
    ればならない.従って,低圧気体(高層気体)やマイクロスケール流の理解と
    正確な記述には分子気体力学に基づく考察が必要不可欠であり,近年ますます
    その重要性を増しつつある.特に,希薄気体においては,熱的効果によっても
    流れが誘起されることが知られており,熱駆動型非機械的ポンプなどへの応用
    も近年盛んに研究されているところである[1].

    本講演では,径の大きさが平均自由行程程度である微細細孔を持つ多孔質体と
    その中を流れる希薄気体流を考え,多孔質が周期的構造を持つ場合に,多孔質
    中の質量と熱の振る舞いを記述する拡散モデルを分子気体力学に基づき導出す
    る.また,拡散モデルに含まれる拡散テンソルを,多孔質が正方配列円柱群で
    ある場合にBoltzmann方程式のBGKモデルを用いて,広い希薄度の範囲にわたり
    具体的に構築する.さらに,古典的なDarcy則に対する希薄化の効果も議論す
    る.最後に,導出したモデルの圧力差による流れへの適用例を紹介する.

    [1] Y. Sone, Molecular Gas Dynamics: Theory, Techniques, and
    Applications,(Birkhauser, Boston, 2006).

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

    世話人:松本 剛(京大理)、山田 道夫(京大数理研),藤 定義(京大理)
    アドバイザー: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:yamada@kurims.kyoto-u.ac.jp

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2007/11/12

    来週月曜の流体力学セミナーのお知らせです.来聴歓迎.

    |–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|-
    |–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|-

    流体力学セミナー 2007 No. 4

    日 時 : 2007年 11 月 19 日 (月) 15:00〜16:30

    場 所 : 京大数理研 009号室

    講 師 : 大槻 道夫 氏
    (京都大学 基礎物理学研究所)

    題 目 : ガラス状物質の非線形レオロジーの微視的理論

    内 容 : ガラス、コロイド、高分子のように、低温または高密度状態で物理
    量の緩和時間が極端に長くなる物質は、ガラス状物質と呼ばれる。ガラス状物
    質は、高温低密度状態で剪断応力がshearに対して線形に増加するNewton則が
    みられるが、低温高密度状態になるとshear- thinning、shear-thickening、
    降伏応力の発生などの、応力がshearに対して非線形な応答をする現象が見ら
    れる[1]。これらの非線形レオロジーに関して、実験・シミュレーション・MCT
    を用いた解析計算によって様々な研究がなされてきた。しかし、ガラス状物質
    の非線形レオロジーの完全な理解は未だになされていない。

    このような錯綜した状況の中で、ガラス状物質のレオロジー特性の統一的な
    理解を目指して、ガラス状物質のレオロジー特性の構成方程式(剪断応力と剪
    断速度の関係式)を、微視的なモデルから理論的に導出した。特に、物質の応
    力が粒子間の距離の分布を表す2体分布関数によって決定されることに着目し
    た解析を行った[2]。解析によって得られた構成方程式は、高温低密度状態で
    Newton則を示し、低温高密度状態で降伏応力の発生を示すガラス状物質のレオ
    ロジー特性を良く表すものである。

    [1]. L. Berthier, J-L. Barrat, J. Phys. Chem. 116, 6228 (2002) [2]. M. Otsuki,
    S. Sasa, J. Stat. Mech. L10004 (2006)

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

    世話人:松本 剛(京大理)、山田 道夫(京大数理研),藤 定義(京大理)、
    アドバイザー: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:yamada@kurims.kyoto-u.ac.jp

    |–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|-
    |–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|-

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2007/05/22

    森田@京大流体研M1 です。

    本年度のセミナーを担当致します。よろしくお願いします。

    4/17(火)より第1回目のセミナーを、5号館519にて13:30〜15:00で行います。

    セミナーのテキストは、

    「STATISTICAL THEORY AND MODELING FOR TURBULENT FLOWS」
    P.A.Durbin B.A.Pettersson Reif (WILEY)

    (ISBN: 0-471-49736-3)

    4/17(火)のセミナーでは、この本のはじめから読む予定です。

    テキストのコピーは当日配布する予定です。

    よろしくお願いいたします。

    ====================================================
    森田 浩之 Morita Hiroyuki

    京都大学大学院理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻
    物理学第一分野 流体物理学研究室 修士課程1年
    ====================================================

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2007/04/26

    流体力学セミナー 2007 No. 2

    日 時 : 07年 5 月 7 日 (月) 15:00〜16:30

    場 所 : 京大数理研 009号室

    講 師 : 野口尚史
    (工学研究科 航空宇宙工学専攻)

    題 目 : 二重拡散対流による水平貫入現象の構造

    内 容 :
    海洋中の密度の鉛直分布は決して滑らかではなく、数10mスケールで鉛
    直方向に階段的に密度が変化しているのがしばしば観測される。このよ
    うな密度分布を形成・維持するメカニズムとして考えられているものに
    二重拡散対流がある。

    二重拡散対流は、分子拡散係数が異なる2つの成分によって密度成層し
    ている流体で生ずる対流運動であり、いずれか片方の成分についてみた
    ときに不安定な成層をしていれば、全体が静力学的に安定な密度成層を
    していても生じるのが特徴である。不安定成層しているのが拡散が速い
    方の成分(海洋の場合は温度)の場合を拡散型対流、遅い方の成分(塩分)
    の場合をフィンガー対流と呼ぶ。

    黒潮と親潮のように異なる水塊が接する海域は、多くの場合、水平方向
    に密度はほぼ等しいが温度と塩分とが勾配を持った「熱塩前線」になっ
    ているため、前線面が傾けば二重拡散対流が生じ得る。実際、このよう
    な前線は不安定で、二重拡散対流の効果により両側の水塊どうしが多数
    の層に分かれて相互に貫入する運動が生じることが実験的に知られてい
    る。貫入層の内部は細長いフィンガー対流が埋めつくし、層どうしは拡
    散型対流によって形成されるシャープな密度境界面によって仕切られて
    いる。

    この貫入運動は、貫入層の厚さに比べてはるかに微細な規模のフィンガー
    対流や拡散型対流の集合的な密度輸送により駆動されており、大きく異
    なる規模の現象どうしの強い相互作用の結果生ずる現象であるため、理
    論解析や過去の数値シミュレーションでは集合的効果のパラメタ化に頼
    らざるを得ず、結果がパラメタ化の表現に大きく依存してしまう問題が
    あった。

    本研究では、まず室内実験で貫入現象を再現し、観察した。次に、フィ
    ンガー対流・拡散型対流を解像しつつ貫入層スケールまで表現する2次
    元(水平-鉛直)の直接数値シミュレーションを用いて、理想的な状況で
    の貫入現象を再現した。

    その結果、前線面を挟んでの温度・塩分の差が小さいときは拡散型対流、
    大きいときはフィンガー対流が密度輸送において支配的になり、貫入層
    がそれぞれ塩分が小さい側、大きい側に向かって傾斜することが室内実
    験・数値実験から確認された。この傾斜の反転は活発なフィンガー対流
    が層境界面を壊すという、大きな構造の変化を伴なうものであることが
    分かった。

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2007/04/11

    流体力学セミナー 2007 No. 1

    日 時 : 07年 4月 23 日 (月) 15:00〜16:30

    場 所 : 京大数理研 009号室

    講 師 : 河井洋輔
    (京都大学人間環境学研究科相関環境学専攻)

    題 目 : 非中性プラズマを用いた2次元流体緩和過程に関する実験的研究

    内 容 :

    単一荷電粒子の集合である非中性プラズマを、円筒容器内に軸方向には電場、
    径方向には磁場を用いて閉じこめると、磁気軸に垂直な断面内でのマクロな運
    動が非圧縮性2次元Euler流体の運動と等価になる。この時電子密度が渦度に、
    自己ポテンシャルが流れ関数に対応する[1]。

    初期条件として Kelvin-Helmholtz 不安定な密度分布を形成すると、密度分布
    は複数個の渦を形成して乱流状態となり、渦間の合体を繰り返して準安定な渦
    配位を形成し終状態に達する。

    この2次元乱流緩和過程について、計測した渦度分布とそれより導出したエネ
    ルギースペクトルから既存の乱流理論との比較を行った。更に初期条件を精密
    に制御して、乱流の基礎過程となる2渦間の合体について詳細な検討を行った。

    緩和過程の終状態では渦が対称的な格子状配位を形成する“渦結晶”と呼ば
    れる現象が観測される[2]。この現象を乱流緩和過程よりも数百倍長いタイム
    スケールで観測すると、格子渦の数が時間の対数に依存して減少している事が
    判った。

    乱流の緩和過程では渦数が時間のべき乗則に依って減少する事が理論より予測
    されており、準安定分布の緩和過程がそれとは異なる機構によって進行してい
    る事が示唆される。

    [1] C. F. Driscoll and K. S. Fine: Phys. Fluids B 2 (1990) 1359.
    [2] K. S. Fine, et al.: Phys. Rev. Lett. 75 (1995) 3277.
    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2006/12/07

    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2006 No. 14
    _/
    _/ 日 時 : 06年 12月 11日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師: Dr. Susan Friedlander
    _/ University of Illinois-Chicago
    _/
    _/ 題 目: An Inviscid Dyadic Model For Turbulence
    _/
    _/ 内 容 : We discuss properties of a GOY type model for the inviscid
    _/ fluid equations. We prove that the forced system has a unique
    _/ equilibrium which a an exponential global attractor.
    _/ Every solution blows up in H^5/6 in finite time . After
    _/ this time, all solutions stay in H^s, s
    _/ “turbulent” dissipation occurs. Onsager’s conjecture is
    _/ confirmed for the model system.
    _/
    _/ This is joint work with Alexey Cheskidov and Natasa Pavlovic.
    _/
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2006/11/21

    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2006 No. 13
    _/
    _/
    _/ 日 時 : 06年 12月 4日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師 : 水野吉規
    _/ (名古屋大学 工学研究科 計算理工学専攻)
    _/
    _/ 題 目 : 乱流中のパッシブスカラーの相関関数に関する
    _/ 固有値問題の数値計算
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ 流体中に存在するパッシブスカラー場の時間発展は,移流拡散方程式
    _/ と呼ばれる偏微分方程式に従う。特に流れが乱流の場合には,スカラー
    _/ 場は時間的にも空間的にも不規則な振る舞いを示すため,その空間構
    _/ 造を記述する量として多点相関関数が重要となる。流れの時間変動が
    _/ きわめて速い(白色的である)という仮定により,移流拡散方程式か
    _/ らこれら相関関数の閉じた支配方程式が導出できるが,今回はそのよ
    _/ うにして得られる4点相関関数の方程式から帰着される固有値問題を
    _/ 数値的に解いた。固有値の一つとして得られる4次構造関数の異常ス
    _/ ケーリング指数は,直接数値シミュレーションによるものとよく一致
    _/ していることが確認された。また,ここで得られる固有関数を用いて
    _/ スケールおよび方向の異なる二つの2点でのスカラー差の相関につい
    _/ て調べ,そのスケール比と方向への依存性を明らかにした。
    _/
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]

  • 流体物理学ゼミナール2006/11/02

    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/
    _/
    _/ 流体力学セミナー 2006 No. 12
    _/
    _/
    _/ 日 時 : 06年 11月 20日 (月) 15:00〜16:30
    _/
    _/ 場 所 : 京大数理研 009号室
    _/
    _/ 講 師: Dr. Lennaert van Veen
    _/ La Trobe University, Melbourne, Australia
    _/
    _/ 題 目: The Shilnikov-saddle node bifurcation and robust chaos
    _/ in the brain
    _/
    _/ 内 容 :
    _/ The study of the human brain as a dynamical system is
    _/ complicated enormously by the multitude of open questions
    _/ on modeling as well as the correlation between the signals
    _/ in the brain and the process of cognition. Many have tried
    _/ to model the brain as a network of coupled units, each
    _/ modeling some aspect of the functioning of neurons. However,
    _/ the number and density of the neurons suggest that
    _/ local-average modeling is a better approach. In this approach
    _/ an system of partial differential equations is derived for
    _/ the spatio-temporal variation of brain signals. In collaboration
    _/ with David Liley of Swinburne University, Melbourne, I have
    _/ studied the dynamics of a local average model for electro-cortical
    _/ activity. Surprisingly, we found that chaotic behaviour in this
    _/ model is quite common. The route to chaos followed is called the
    _/ Shilnikov-saddle node bifurcation and has never been found in a
    _/ physical application before. The fact that this particular model has
    _/ been proven to model many aspects of the human electroencephalogram
    _/ (EEG) correctly (currently clinical trials are conducted with an EEG
    _/ reader based on this model) this has interesting implications for
    _/ brain functioning.
    _/ The presentation is based on “Chaos in the electroencephalogram
    _/ via Shilnikov’s saddle-node bifurcation”, Phys.Rev.Lett.,
    _/ to appear in November 2006
    _/
    _/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/_/

    戻る [http://www.kyoryu.scphys.kyoto-u.ac.jp/semi/semi2.html]