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Phase reduction analysis for spatiotemporal synchronization of traveling and oscillating convection in coupled rotating annuli

耦合旋转环中行进和振荡对流时空同步的相位还原分析

基本信息

批准号：
20K03797
负责人：
河村洋史
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

結合させた一対の進行振動対流の間の位相同期現象が、大気大循環の模型実験系である回転水槽実験系において観察されている。本研究では、回転水槽実験系の進行振動対流に対する位相縮約法を定式化して、結合回転水槽における進行振動対流の時空間的な同期現象を位相縮約解析する。２０２２年度は、２０２１年度からの継続課題として、単体の回転水槽実験系の進行振動対流に関する直接数値計算および位相縮約解析を実施した。具体的には、周期外力を受けた回転水槽における進行振動対流の強制同期ならびにインパルス摂動を受けた回転水槽における進行振動対流の位相応答を計算した。そして、位相応答から求めた位相感受関数を用いて、強制同期に関する直接数値計算結果と位相縮約解析結果を比較した。さらに、位相感受関数を用いて、強制同期に最適な周期外力を解析した。現在、最適な周期外力を受けた回転水槽の強制同期を計算中である。加えて、次の研究活動を行った。第一に、拘束条件を持つ偏微分方程式の位相縮約法と埋め込み境界射影法の融合によるカルマン渦列の位相縮約解析に関する主筆論文が出版された。そして、Physical Review FluidsのEditors' Suggestionに選出された。さらに、カルマン渦列の強制同期に最適な周期外力を解析した。現在、論文執筆中である。第二に、２０２１年度からの継続課題として、準２年周期振動を記述するシンプルな偏微分方程式モデルに対する位相縮約法の定式化ならびに一般的な強制同期の最適化手法の開発および検証に関する研究成果の論文化を進めた。特に、準２年周期振動の強制同期に最適な周期外力を解析した。最後に、集団振動を示す結合素子ネットワークの同期現象に対するベイズ推定に基づくデータ駆動型解析手法に関する共著論文が出版された。その発展問題として、現在、時空間リズムを示す反応拡散系に対して検証中である。

The phase synchronization phenomenon of vibration and flow in combination with the large circulation model is observed in the water tank system. In this study, the phase contraction law of vibration flow in the water tank system is formulated, and the phase contraction law of vibration flow in the water tank system is analyzed. In 2022 and 2021, the direct numerical value calculation and phase reduction analysis of vibration and flow in single return tank were carried out. The specific vibration response of the water tank is calculated according to the stress of the water tank. The results of direct numerical calculation and phase reduction analysis are compared. In addition, the phase perception is related to the use of force, stress and synchronization, and the optimal cycle of external force analysis. Now, the optimum cycle of external force is calculated. Add, Research activities. First, the constraint conditions for phase reduction of partial differential equations and the fusion of boundary projection methods are published. Physical Review Fluids Editors' Suggestion is selected. Analysis of the stress and the optimum periodic external force of the vortex train. Now, in the middle of writing a thesis. Second, in 2021, the research results on the development and demonstration of optimization methods for general stress synchronization were discussed. The analysis of stress synchronization of special and quasi-two-year periodic vibration is optimal. Finally, the author published a paper on the analysis method of collective vibration combined with element generation and synchronization phenomenon. The development of the problem, the present, the time and space, the anti-dispersion system, the evidence