複雑系流動研究部門
Complex Flow Division

計算複雑流動研究分野
Advanced Computational Fluid Dynamics Laboratory




教 授
服部 裕司


助 教
中野わかな
             

 流動現象は、生物レベルから地球・宇宙スケールの諸現象、さらに航空宇宙、地球環境、次世代エネルギー産業などの工学応用など、幅広い分野にあらわれる。コンピュータの飛躍的な発達に伴い、流動現象のコンピュータシミュレーション研究の応用範囲が拡大する中で、シミュレーションの精度に対する要求は高度化し、また大規模データから知見を引き出す手法の開発へのニーズが高まっている。
 当研究分野では、流動現象の大規模コンピュータシミュレーションに関する研究、すなわち新しいシミュレーション技術の開発とその応用研究を行っている。さらに数理解析的アプローチによる流体力学の基礎研究を行っている。

渦構造の性質とダイナミクス

 流動現象の解明のために渦運動の理解は重要な役割を果たす。渦の動力学の立場から、渦構造のもつ特性・多様性・普遍性を解明することを目標とし、さまざまな渦構造の性質とダイナミクスについて研究している。

        
(左)曲率不安定性の理論の構図, (右)曲率不安定モードの発達(断面内の渦度の等値線図)
複雑流動現象の大規模数値シミュレーション研究

渦輪のWidnall不安定性

 計算機性能の飛躍的な向上により、コンピュータシミュレーションにより解析可能な流動現象の範囲は広くなっている。流体科学の基礎的な問題から応用的な問題まで幅広く、複雑流動現象の大規模コンピュータシミュレーション研究に取り組む。特に、複雑流動現象を高い精度で解析することに重点を置いている。

 

 

 

 

新しい数値シミュレーション手法の開発

  流体科学において今後需要が増すと予想される高精度の数値シミュレーション手法の開発を行っている。図は電磁流体力学の新しい定式化を利用した新しいシミュレーション手法による数値解の例である。


電磁流体力学のコントゥア・ダイナミクスによる数値解の例

 

 

 

 

数理流体力学

   流体科学研究の発展においては、基礎的な研究手法の開発・応用は重要な位置を占める。微分幾何学や解析学などの数学的手法を応用する研究を行っている。

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