Numerical and Experimental Elucidation of Statistical Laws and Spatial Structures for Large-Scale Motion in Turbulence

湍流中大尺度运动的统计定律和空间结构的数值和实验阐明

• 批准号: 22540402
• 负责人: TAKAOKA Masanori
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22540402/
• 关键词: 流体物理; 乱流; シミュレーション; 風洞実験; 確率過程; 統計熱力学形式; 流体

Although turbulence, which is ubiquitous around us, has been studied through the ages, the dynamics at small scales where the statistical law is universal has been the main target. In this study, we focus on the large-scale dynamics and obtain following results. (1) We have proposed the theoretical framework for the fluctuation of kinetic energy at large scales. (2) We have shown that statistical laws can be described universally by normalizing them with their correlation length. (3) We have reproduced the log-normality at large scales by numerically simulating the fluid equation and the stochastic process equation. (4) We have shown that in some wave-turbulence system, two turbulence states which have different statistical laws coexist.

虽然湍流，这是无处不在的我们周围，已经研究了多年，在小尺度上的统计规律是普遍的动力学一直是主要的目标。在本研究中，我们着重于大尺度动力学，并得到以下结果。(1)我们提出了大尺度下动能涨落的理论框架。(2)我们已经证明，统计规律可以通过用它们的相关长度归一化来普适地描述。(3)通过对流体方程和随机过程方程的数值模拟，再现了大尺度下的对数正态性。(4)我们证明了在某些波动-湍流系统中，两种具有不同统计规律的湍流状态共存。

项目成果

Navier-Stokes乱流での大スケール揺らぎについて

纳维-斯托克斯湍流的大尺度波动

• 发表时间: 2013
• 期刊: 数理解析研究所講究録「乱流の普遍性と個別性：流体乱流を通して宇宙を見る」
• 作者: H. Orihara;F. Yang;Y. Takigami;Y. Takikawa and Y. H. Na;谷村省吾;Y. Ohashi;Fujio Shimizu (清水富士夫);T. Nakayama and E. Kaneshita;高岡正憲
• 通讯作者: 高岡正憲

乱流速度場における大スケール変動の統計則

湍流速度场大尺度涨落的统计规律

• 发表时间: 2010
• 作者: A.Panagopoulou;et al;Sho Sugiura and Akira Shimizu;S. Fujiwara;毛利英明
• 通讯作者: 毛利英明

Dual-camera system for high-speed imaging in particle image velocimetry

粒子图像测速中高速成像的双摄像头系统

• DOI: 10.1007/s12650-012-0127-0
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Visualization
• 影响因子: 1.7
• 作者: K. Hashimoto;A. Hori;T. Hara;S. Onogi; H. Mouri
• 通讯作者: H. Mouri

弾性波動乱流のス ケール依存性と異種乱流の共存について

论弹性波湍流的尺度依赖性与非均质湍流的共存

• 发表时间: 2013
• 期刊: 九州大学応用力学研究所研究集会報告
• 作者: 横山直人;高岡正憲
• 通讯作者: 高岡正憲

Navier-Stokes 乱流での大スケール揺らぎについて

关于纳维-斯托克斯湍流的大尺度涨落

• 发表时间: 2013
• 期刊: 数理解析研究所講究録
• 作者: Takashi Kashimura;Ryota Watanabe;and Yoji Ohashi;高岡正憲
• 通讯作者: 高岡正憲