流体中を運動する要素集団の輸送現象とパターン形成およびそれらの普遍性の理論的解明

流体中移动的元素群的传输现象和模式形成的理论阐明及其普遍性

• 批准号: 11J07296
• 负责人: 新屋 啓文
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J07296/
• 关键词: 非線形動力学; 幾何学モデル; 粒子法; 佐丘; 風紋; 雪崩; 安定性解析; 現象論モデル; 砂丘; パターン形成; なだれ

本年度は、昨年度に引き続き、地形のパターン形成やダイナミクスに見られるメカニズムを、i)現象の細部に至る詳細な性質を明らかにする粒子法シミュレーションと、ii)現象を粗視化し本質の抽出を行う現象論モデルの構築と数理解析の2つの異なるアプローチを用い考察する目的で、以下の通り実施した。1砂丘 : 砂丘骨格模型と呼ばれる力学系モデルを用い、環境条件に応じたバルハンの安定性に着目した。その結果、バルハンの最終状態は砂の供給量の増加に伴い、消滅・定常・増加の異なる3種類に分類された。そして、(i)孤立系の場合、バルハンは消滅と増加の2状態をほぼ示し、形成された定常バルハンのサイズは供給量によらず一定となった。一方で、(ii)ネットワーク系の場合、バルハンは供給量に応じた異なるサイズへ変形した。さらに、線形安定性解析を通して、これらの変形は最適サイズへの自己調節機能によって生じた事が分かった。2雪崩 : 粒子モデルと現実の系との定量的対応を議論するため、斜面流前端に形成される頭部の前端角の時間発展に着目した。その結果、数値計算の初期において、前端角が示す揺らぎは大きいが、時間の経過とともに前端角は一定の角度(60度)へ収束することが分かった。この角度は、雪崩に関する運動論の理論解析から予測されており、本モデルの結果と良く一致した。また、本モデルを支配する1つの無次元パラメータを変化させることで、頭部形状が一定値を境に形成されなくなった。具体的には、重力が斥力に比べ十分大きい場合、頭部を形成することは不可能であり、モデルの適用範囲を意味すると考えられる。3リップル : 粒子の詳細な跳躍過程を捉えるため、スプラッシュ(砂面への粒子衝突により他の粒子を放出する過程)における粒子の物理的状態を調べた。その結果、粒子の砂面への入射角度分布は、2つの異なるガウス分布によって上手くフィッティングされた。さらに、入射時の粒子の運動エネルギーは、高エネルギーと低エネルギーの2状態に区分された事から、2種類の跳躍モードの存在が示唆された。

In this year and last year, the introduction and topography of this year and last year have been formed. I) in the current year and in the last year, the topography has been introduced, and the topography has been formed in this year and last year, and the topography has been formed in this year and last year, and the topography has been formed in this year and last year, and the topography has been formed. The following information is available. 1 dune: the dune bone model is widely used in the Department of Mechanics, and the environmental conditions affect the stability of the dune. According to the results of the test, the most efficient sand supply is used to increase the number of products, and the stability of the system is classified into different categories. (I) the isolated system is closed, the isolated system is closed, and the 2-state indicator is added to form a constant supply volume. On the one hand, (ii), please make sure that you are in a good position to supply the quantity. The analysis of the stability and shape stability of the machine is the most important in the analysis of the stability and stability of the body. 2 avalanche: the particles are used for quantitative analysis, and the front end of the inclined flow forms the front corner of the front end of the engine. The result of the test, the calculation of the initial cycle, the front-end angle indicates that the front-end angle has a certain angle (60 degrees), and the front-end angle has a certain angle (60 degrees). The theoretical analysis of the angle and avalanche motion theory shows that the results are in good agreement with each other. This system is used to determine the size of the system, and the shape of the part must be affected by the situation. The specific repulsion force of gravity is very large, and the combination of gravity and gravity means that it is impossible to use the range of gravity. 3. The state of particle physics is different from that of particle physics. The results show that the particles are located on the sand surface and the incident angle is distributed on the sand surface, and the incident angle is distributed on the sand surface. When it is incident, the particles do not move at the time of incidence, the high altitude and the low temperature do not distinguish the incident between the two, and there is an indication of instigation in the case of the second kind of jump.

项目成果

雪崩のパターンダイナミクスの解明へ向けた粒子モデルの構築

构建粒子模型来阐明雪崩模式动力学

• 发表时间: 2014
• 作者: 新屋 啓文;粟津 暁紀;西森 拓
• 通讯作者: 西森 拓

バルハン砂丘の形成及び移動過程た関する力学系模型

新月形沙丘形成及运动过程的动力系统模型

• 发表时间: 2013
• 作者: 新屋 啓文;粟津 暁紀;西森 拓
• 通讯作者: 西森 拓

砂丘骨格模型による3次元砂丘の動力学

使用沙丘骨架模型的 3D 沙丘动力学

• 发表时间: 2011
• 作者: Hirofumi Niiya;Akinori Awazu;Hiraku Nishimori;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文;新屋啓文
• 通讯作者: 新屋啓文

PATTERN FORMATION OF GRANULAR AVALANCHES SIMULATED BY PARTICLE METHOD WITH HYDRODYNAMICS INTERACTION

流体力学相互作用粒子法模拟粒状雪崩的模式形成

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proceeding of ICTAM 23^rd Int. Congress of theoretical and applied mechanics
• 作者: Hirofumi Niiya;Akinori Awazu;and Hiraku Niehimori
• 通讯作者: and Hiraku Niehimori

低密度粒子から成る粉体なだれの運動を表す無次元数の特定

识别代表由低密度颗粒组成的粉末雪崩运动的无量纲数

• 发表时间: 2013
• 作者: 新屋 啓文;粟津 暁紀;西森 拓
• 通讯作者: 西森 拓