Three-dimensional motion of a vortex tube and quest for its optimality based on topological variational principle

基于拓扑变分原理的涡管三维运动及其最优性求解

• 批准号: 19540406
• 负责人: FUKUMOTO Yasuhide
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19540406/
• 关键词: 流体物理; 最適渦輪; 運動速度; ラグランジュ的記述; Kelvin波のエネルギー; 平均流; 波の作用; らせん渦; 曲率不安定性; 渦輪; キネマテイック変分原理; クロスヘリシティ; 接合漸近展開法; 弾性棒; 渦ジェット糸; ディレクター

非圧縮流体中を運動する定常渦流は「インパルス一定の拘束条件下での等循環面上のエネルギー極大/極小状態である」を証明した. これより導かれる変分原理を高レイノルズ数での渦輪の運動に適用して, 速度公式を大幅に改善した. また, 低レイノルズ数極限で, すべての時刻にわたって渦輪の運動速度を書き下した. この解より決定した最適渦輪のパラメータは実験データと符合する. さらに, トポロジー的変分原理に立脚して, 渦管に立つ波のエネルギーと非線形的に誘導される平均流を計算した.

This paper proves that the steady vortices in motion in non-compressible fluids are in the maximum/minimum state on the equi-circulating surface under certain constraints. The speed formula is greatly improved when the turbine motion is applied to the high speed calculation. The speed of the turbine is lower than the speed of the turbine when the turbine is moving. The solution determines the optimal turbine and the optimal turbine. In this paper, the differential principle of vortex tube is used to calculate the mean flow of vortex tube.

项目成果

Kinematic variational principle for motion of vortex rings

• DOI: 10.1016/j.physd.2008.02.003
• 发表时间: 2008-08
• 期刊: Physica D: Nonlinear Phenomena
• 作者: Y. Fukumoto;H. K. Moffatt

渦のキネマティックスとダイナミックス

涡运动学和动力学

• 发表时间: 2007
• 作者: Y. Hattori;Y. Fukumoto;T. Yanagita and Y. Iba;福本康秀
• 通讯作者: 福本康秀

Global time evolution of viscous vortex rings [*Keynote lecture]

粘性涡环的全局时间演化[*主题演讲]

• 发表时间: 2008
• 作者: Y. Hattori;Y. Fukumoto;Y. Fukumoto
• 通讯作者: Y. Fukumoto

Instability of an elliptical flow : Weakly nonlinear analysis

椭圆流的不稳定性：弱非线性分析

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc. of the Sixth International Conference on Advances in Fluid Mechanics(Fluid Structure Interaction and Moving Boundary Problems IV (eds.S.K.Chakrabarti and C.A.Brebbia, WIT press)
• 作者: Y. Hattori;Y. Fukumoto;K. Fujimura
• 通讯作者: K. Fujimura

太い渦輪の線形安定性

厚涡环的线性稳定性

• 发表时间: 2009
• 作者: 服部裕司;泥谷圭亮
• 通讯作者: 泥谷圭亮