2022/01/04 更新

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セキモト アツシ
関本 敦
Atsushi Sekimoto
所属
環境生命科学学域 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士 ( 2011年3月   大阪大学 )

研究キーワード

  • 乱流

  • データ駆動科学

  • 熱流体

研究分野

  • 情報通信 / 計算科学

  • 自然科学一般 / 数理物理、物性基礎

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 流体工学

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 熱工学

学歴

  • 大阪大学   Graduate School, Division of Engineering Science  

    - 2010年3月

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    国名: 日本国

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  • 大阪大学   Graduate School, Division of Engineering Science  

    - 2007年3月

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    国名: 日本国

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  • 大阪大学   Faculty of Engineering Science  

    - 2005年3月

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経歴

  • 岡山大学   学術研究院 環境生命科学学域/工学部 数理データサイエンスコース   准教授

    2021年4月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 大阪大学   大学院基礎工学研究科 物質創成専攻 化学工学領域   助教

    2017年9月 - 2021年3月

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    国名:日本国

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  • モナッシュ大学 ポスドク研究員

    2016年4月 - 2017年9月

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  • マドリード工科大学 ポスドク研究員

    2011年7月 - 2016年1月

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  • (株)アドバンスドナレッジ研究所 (AKL)

    2010年4月 - 2011年3月

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  • 日本学術振興会DC2

    2009年4月 - 2010年3月

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所属学協会

  • 日本機械学会

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  • 日本流体力学会

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  • OpenCAE

    2018年4月 - 2019年3月

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  • 日本化学工学会

    2017年9月 - 2021年2月

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  • Australian Fluid Mechanics Society (AFMS)

    2015年4月 - 2017年3月

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  • European Mechanics Society (EUROMECH)

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  • 日本伝熱学会

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委員歴

  • 化学工学会関西支部若手の会「CES21」   企画運営  

    2020年4月 - 2021年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 化学工学会   熱工学部会役員 企画幹事, ポスター委員  

    2019年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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  • 化学工学会   化学工学会誌トピックス委員(熱工学)  

    2019年1月 - 現在   

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    団体区分:学協会

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論文

  • A Numerical Study on the Exact Onset of Flow Instabilities in Thermo-Solutal Marangoni Convection Driven by Opposing Forces in a Half-Zone Liquid Bridge under Zero Gravity 査読

    Radeesha Laknath, Agampodi Mendis, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Hisashi Minakuchi, Sadik Dost

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   54 ( 8 )   424 - 430   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1252/jcej.21we041

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  • Estimation of the diffusion coefficient of GaSb in InSb melt using Bayesian optimization and the ISS experimental results 査読

    Rachid Ghritli, Yasunori Okano, Yuko Inatomi, Atsushi Sekimoto, Sadik Dost

    Journal of Crystal Growth   573   126280 - 126280   2021年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2021.126280

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  • The Relative Contribution of Solutal Marangoni Convection to Thermal Marangoni Flow Instabilities in a Liquid Bridge of Smaller Aspect Ratios under Zero Gravity 査読

    Radeesha Laknath, Agampodi Mendis, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Hisashi Minakuchi, Sadik Dost

    Crystals   11 ( 2 )   116 - 116   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/cryst11020116

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  • Explainable machine learning for the analysis of transport phenomena in top-seeded solution growth of SiC single crystal 招待 査読

    Yuto TAKEHARA, Atsushi SEKIMOTO, Yasunori OKANO, Toru UJIHARA, Sadik DOST

    Journal of Thermal Science and Technology   16 ( 1 )   JTST0009 - JTST0009   2021年

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/jtst.2021jtst0009

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  • Numerical simulation of thermal-solutal Marangoni convection in a shallow rectangular cavity with mutually perpendicular temperature and concentration gradients 査読

    Jiangao Zhang, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Sadik Dost

    Physics of Fluids   32 ( 10 )   102108 - 102108   2020年10月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/5.0026080

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  • Optimal Control of SiC Crystal Growth in the RF-TSSG System Using Reinforcement Learning 査読

    Lei Wang, Atsushi Sekimoto, Yuto Takehara, Yasunori Okano, Toru Ujihara, Sadik Dost

    Crystals   10 ( 9 )   791 - 791   2020年9月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/cryst10090791

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  • Global Linear Stability Analysis of Thermo-solutal Marangoni Convection in a Liquid Bridge Under Zero Gravity 査読

    Radeesha Laknath, Agampodi Mendis, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Hisashi Minakuchi, Sadik Dost

    Microgravity Science and Technology   32 ( 4 )   729 - 735   2020年8月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s12217-020-09798-9

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s12217-020-09798-9/fulltext.html

  • The Numerical Estimation of Mass Transfer Coefficient of Oxygen in the Large-Scale Suspension Culture of iPS Cells 査読

    R Isobe, Y Kanemaru, A Sekimoto, Y Okano, M Kino-Oka

    IOP Conference Series: Materials Science and Engineering   778 ( 1 )   012030 - 012030   2020年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1088/1757-899x/778/1/012030

    Scopus

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    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/778/1/012030

  • Characterization of the thermal and solutal Marangoni flows of opposite directions developing in a cylindrical liquid bridge under zero gravity 査読

    Chihao Jin, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Hisashi Minakuchi, Sadik Dost

    Physics of Fluids   32   034104   2020年3月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Featured by Editor's Pick

    DOI: 10.1063/1.5142071

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  • Numerical Study of Three-Dimensional Melt Flows during the TSSG Process of SiC Crystal for the Influence of Input Parameters of RF-Coils and an External Rotating Magnetic Field 査読

    Lei Wang, Yuto Takehara, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Toru Ujihara, Sadik Dost

    Crystals   10 ( 2 )   111 - 111   2020年2月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/cryst10020111

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  • Analysis of the factors contributing to the skin friction coefficient in adverse pressure gradient turbulent boundary layers and their variation with the pressure gradient 査読

    Shevarjun Senthil, Vassili Kitsios, Atsushi Sekimoto, Callum Atkinson, Julio Soria

    International Journal of Heat and Fluid Flow   82   108531 - 108531   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2019.108531

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  • Bayesian Optimization for a High-and Uniform-Crystal Growth Rate in the Top-Seeded Solution Growth Process of Silicon Carbide under Applied Magnetic Field and Seed Rotation 査読

    Y Takehara, A Sekimoto, Y Okano, T Ujihara, S Dost

    Journal of Crystal Growth   532   125437   2020年2月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2019.125437

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  • Numerical Investigation of Gas-Liquid Two-Phase Flow in a Stirred Tank 招待 査読

    Nao Ishida, Al Abri Mohammed, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Shinya Abe, Kosuke Tanaka

    Lecture Notes in Networks and Systems   301 - 309   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文  

    DOI: 10.1007/978-3-030-36841-8_29

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  • Numerical investigation of particle dispersion in the preprocessing stage for a static cell cultivation 査読

    Atsushi Sekimoto, Yoshiki Kanemaru, Yasunori Okano, Kei Kanie, Ryuji Kato, Masahiro Kino-oka

    Regenerative Therapy   12   83 - 87   2019年12月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.reth.2019.04.003.

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  • Outer scaling of self-similar adverse-pressure-gradient turbulent boundary layers

    A Sekimoto, V Kitsios, C Atkinson, J Soria

    arXiv:1912.05143   2019年12月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語  

    arXiv

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  • The three-dimensional structures in turbulent Couette-Poiseuille flows on the verge of separation 査読

    Zehuan Wu, Callum Atkinson, Julio Soria, Atsushi Sekimoto

    Proc. 11th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena   2019年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Three-dimensional numerical analysis of Marangoni convection occurring during the growth process of SiC by the RF-TSSG method 査読

    L. Wang, T. Horiuchi, A. Sekimoto, Y. Okano, T. Ujihara, S. Dost

    Journal of Crystal Growth   520   72 - 81   2019年8月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2019.05.017

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  • Modal analysis of coherent structures in self-similar turbulent boundary layers with adverse pressure gradient 査読

    Jens S. Müller, Kilian Oberleithner, Michael P. Eisfelder, Atsushi Sekimoto, Abel-John Buchner, Vassili Kitsios, Callum Atkinson, Julio Soria

    Extended abst. 11th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena   2019年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Adjoint-based sensitivity analysis for the optimal crucible temperature profile in the RF-Heating TSSG-SiC crystal growth process 査読

    Takashi Horiuchi, Lei Wang, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Toru Ujihara, Sadik Dost

    Journal of Crystal Growth   517   59 - 63   2019年7月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2019.04.001

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  • Effect of Thin and Rough Layers of Porous Materials on Drag 査読

    Petya Valentinova Stoyanova, Lei Wang, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Youhei Takagi

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   52 ( 6 )   493 - 500   2019年6月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1252/jcej.18we318

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  • The Effect of Crucible Rotation and Crucible Size in Top-Seeded Solution Growth of Single-Crystal Silicon Carbide 査読

    Takashi Horiuchi, Lei Wang, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Takuya Yamamoto, Toru Ujihara, Sadik Dost

    Crystal Research and Technology   54 ( 5 )   1900014 - 1900014   2019年5月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/crat.201900014

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  • Numerical investigation of the nano-scale solutal Marangoni convections 招待 査読

    Y. Imai, T. Yamamoto, A. Sekimoto, Y. Okano, R. Sato, Y. Shigeta

    Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers   98   20 - 26   2019年5月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jtice.2018.05.015

    Scopus

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  • Numerical investigation of the effect of heating rate on InGaSb crystal growth under zero-gravity 査読

    Jin Xin, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Takuya Yamamoto, Yasuhiro Hayakawa, Yuko Inatomi, Sadik Dost

    Microgravity Science and Technology   31 ( 4 )   377 - 380   2019年4月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s12217-019-9698-x

    Web of Science

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  • Numerical simulation of particle dispersion in a pre-processing of a static culture 査読

    Yoshiki Kanemaru, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Kei Kanie, Ryuji Kato, Masahiro Kino-oka

    REGIONAL SYMPOSIUM ON CHEMICAL ENGINEERING (RSCE)   268   01001 - 01001   2019年2月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1051/matecconf/201926801001

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  • Numerical Simulation of Shaking Optimization in a Suspension Culture of iPS Cells 査読

    K. Elvitigala, Y. Kanemaru, M. Yano, A. Sekimoto, Y. Okano, M. Kino-Oka

    Lecture Notes in Network and Systems 53, Recent Advances in Technology Research and Education, Proc. 17th International Conf. on Global Research and Education, Inter-Academia-2018   283 - 289   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Springer  

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  • Numerical optimization of the shaking speed suspension culture of iPS cells 査読

    K. Elvitigala, Y. Kanemaru, M. Yano, A. Sekimoto, Y. Okano, M. Kino-Oka

    Proc. of the 29 th International Symposium on Transport Phenomena   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • The numerical study of coexistence effect of thermal and solutal Marangoni convections in a liquid bridge 査読

    Chihao Jin, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Hisashi Minakuchi

    Lecture Notes in Network and Systems 53, Recent Advances in Technology Research and Education, Proc. 17th International Conf. on Global Research and Education, Inter-Academia-2018   244 - 252   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Springer  

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  • Quadrant analysis and integral length scale of Couette-Poiseuille flows on the verge of separation 査読

    Zehuan Wu, Atsushi Sekimoto, Callum Atkinson, Julio Soria

    Proceedings of 21th Australasian Fluid Mechanics Conference   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(その他学術会議資料等)  

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  • Stability of a self-similar adverse pressure gradient turbulent boundary layer 査読

    M. P. Eisfelder, J.S. Muller, A. Sekimoto, A-J. Buchner, V. Kitsios, C. Atkinson, K. Overleithner, J. Soria

    2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Numerical investigation of the effect of static magnetic field on the TSSG growth of SiC

    Lei Wang, Takashi Horiuchi, Atsushi Sekimoto, Yasunori Okano, Toru Ujihara, Sadik Dost

    Journal of Crystal Growth   498   140 - 147   2018年9月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2018.06.017

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  • Near-wall structures in Couette- Poiseuille flows at the verge of separation 査読

    Zehuan Wu, Atsushi Sekimoto, Callum Atkinson, Julio Soria

    Proc. 11 th Australasian Heat and Mass Transfer Conference   2018年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Characterisation of minimal-span plane Couette turbulence with pressure gradients 査読

    Atsushi Sekimoto, Callum Atkinson, Julio Soria

    Journal of Physics: Conference Series   1001 ( 1 )   012020   2018年4月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Physics Publishing  

    The turbulence statistics and dynamics in the spanwise-minimal plane Couette flow with pressure gradients, so-called, Couette-Poiseuille (C-P) flow, are investigated using direct numerical simulation. The large-scale motion is limited in the spanwise box dimension as in the minimal-span channel turbulence of Flores &amp
    Jiménez (Phys. Fluids, vol. 22, 2010, 071704). The effect of the top wall, where normal pressure-driven Poiseuille flow is realised, is distinguished from the events on the bottom wall, where the pressure gradient results in mild or almost-zero wall-shear stress. A proper scaling of turbulence statistics in minimal-span C-P flows is presented. Also the 'shear-less' wall-bounded turbulence, where the Corrsin shear parameter is very weak compared to normal wall-bounded turbulence, represents local separation, which is also observed as spanwise streaks of reversed flow in full-size plane C-P turbulence. The local separation is a multi-scale event, which grows up to the order of the channel height even in the minimal-span geometry.

    DOI: 10.1088/1742-6596/1001/1/012020

    Scopus

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  • Reynolds stress structures in a self-similar adverse pressure gradient turbulent boundary layer at the verge of separation. 招待 査読

    C. Atkinson, A. Sekimoto, J. Jiménez, J. Soria

    Journal of Physics: Conference Series   1001   012001 - 012001   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1742-6596/1001/1/012001

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    その他リンク: http://stacks.iop.org/1742-6596/1001/i=1/a=012001?key=crossref.a81588c228e2eced6998e31d1def2a7c

  • Direct numerical simulation of a self-similar adverse pressure gradient turbulent boundary layer at the verge of separation 査読

    Kitsios V, Kitsios V, Sekimoto A, Atkinson C, Sillero J, Borrell G, Gungor A, Jiménez J, Soria J, Soria J

    Journal of Fluid Mechanics   829   392 - 419   2017年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    © 2017 Cambridge University Press. The statistical properties are presented for the direct numerical simulation of a self-similar adverse pressure gradient (APG) turbulent boundary layer (TBL) at the verge of separation. The APG TBL has a momentum thickness-based Reynolds number range from to 13Â 800, with a self-similar region from to 12Â 300. Within this domain the average non-dimensional pressure gradient parameter , where for a unit density , with the displacement thickness, the mean shear stress at the wall and the far-field pressure gradient. This flow is compared with previous zero pressure gradient and mild APG TBL results of similar Reynolds number. All flows are generated via the direct numerical simulation of a TBL on a flat surface with far-field boundary conditions tailored to apply the desired pressure gradient. The conditions for self-similarity, and the appropriate length and velocity scales, are derived. The mean and Reynolds stress profiles are shown to collapse when non-dimensionalised on the basis of these length and velocity scales. As the pressure gradient increases, the extent of the wake region in the mean streamwise velocity profiles increases, whilst the extent of the log-layer and viscous sublayer decreases. The Reynolds stress, production and dissipation profiles of the APG TBL cases exhibit a second outer peak, which becomes more pronounced and more spatially localised with increasing pressure gradient. This outer peak is located at the point of inflection of the mean velocity profiles, and is suggestive of the presence of a shear flow instability. The maximum streamwise velocity variance is located at a wall normal position of of spanwise wavelength of . In summary as the pressure gradient increases the flow has properties less like a zero pressure gradient TBL and more akin to a free shear layer.

    DOI: 10.1017/jfm.2017.549

    Scopus

    arXiv

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  • Intense focal and Reynolds stress structures of a self-similar adverse pressure gradient turbulent boundary layer 査読

    A. Sekimoto, V. Kitsios, C. Atkinson, J. Jiménez, J. Soria

    Proc. of 10th Symp. on Turbulence and Shear Flow Phenomena   2017年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Vertically localised equilibrium solutions in large-eddy simulations of homogeneous shear flow 査読

    Sekimoto A, Jiménez J

    Journal of Fluid Mechanics   827   225 - 249   2017年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    © 2017 Cambridge University Press. Unstable equilibrium solutions in a homogeneous shear flow with sinuous (streamwise-shift-reflection and spanwise-shift-rotation) symmetry are numerically found in large-eddy simulations (LES) with no kinetic viscosity. The small-scale properties are determined by the mixing length scale used to define eddy viscosity, and the large-scale motion is induced by the mean shear at the integral scale, which is limited by the spanwise box dimension . The fraction , which plays the role of a Reynolds number, is used as a numerical continuation parameter. It is shown that equilibrium solutions appear by a saddle-node bifurcation as increases, and that the flow structures resemble those in plane Couette flow with the same sinuous symmetry. The vortical structures of both lower- and upper-branch solutions become spontaneously localised in the vertical direction. The lower-branch solution is an edge state at low , and takes the form of a thin critical layer as increases, as in the asymptotic theory of generic shear flow at high Reynolds numbers. On the other hand, the upper-branch solutions are characterised by a tall velocity streak with multiscale multiple vortical structures. At the higher end of , an incipient multiscale structure is found. The LES turbulence occasionally visits vertically localised states whose vortical structure resembles the present vertically localised LES equilibria.

    DOI: 10.1017/jfm.2017.450

    Web of Science

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  • Coherent structures in statistically stationary homogeneous shear turbulence 査読

    Dong S, Lozano-Durán A, Sekimoto A, Jiménez J

    Journal of Fluid Mechanics   816   167 - 208   2017年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    © 2017 Cambridge University Press. The three-dimensional vortex clusters, and the structures based on the quadrant classification of the intense tangential Reynolds stress (Qs), are studied in direct numerical simulations of statistically stationary homogeneous shear turbulence (HST) at Taylor microscale Reynolds number, with emphasis on comparisons with turbulent channels (CHs). The Qs and vortex clusters in HST are found to be versions of the corresponding detached (in the sense of del Álamo et al. (J. Fluid Mech., vol. 561 (2006), pp. 329-358)) structures in CHs, although statistically symmetrised with respect to the substitution of sweeps by ejections and vice versa. In turn, these are more symmetric versions of the corresponding attached Qs and clusters. In both flows, only co-gradient sweeps and ejections larger than the local Corrsin scale are found to couple with the shear. They are oriented anisotropically, and are responsible for carrying most of the total Reynolds stress. Most large eddies in CHs are attached to the wall, but it is shown that this is probably a geometric consequence of their size, rather than the reason for their dynamical significance. Most small Q structures associated with different quadrants are far from each other in comparison to their size, but those that are close to each other tend to form quasi-streamwise trains of groups of a sweep and an ejection paired side by side in the spanwise direction, with a vortex cluster in between, generalising to three dimensions the corresponding arrangement of attached eddies in CHs. These pairs are organised around an inclined large-scale conditional vortex 'roller', and it is shown that the composite structure tends to be located at the interface between high-and low-velocity streaks, as well as in strong 'co-gradient' shear layers that separate streaks of either sign in which velocity is more uniform. It is further found that the conditional rollers are terminated by 'hooks' reminiscent of hairpins, both upright and inverted. The inverted hook weakens as the structures approach the wall, while the upright one changes little. At the same time, the inclination of the roller with respect to the mean velocity decreases from in HST to quasi-streamwise for wall-attached eddies. Many of these observations are generalised to intense Reynolds stresses formed with different pairs of velocity components, and it is shown that most properties of the small structures can be traced to their definitions, rather than to their dynamics. It is concluded that the larger Reynolds-stress structures are associated with shear turbulence, rather than with the presence of a wall, while the smaller ones are generic to turbulence in general, whether sheared or not.

    DOI: 10.1017/jfm.2017.78

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  • Coherent structures in a self-similar adverse pressure gradient turbulent boundary layer 査読

    A. Sekimoto, V. Kitsios, C. Atkinson, J. Jiménez, J. Soria

    Proceedings of 20th Australasian Fluid Mechanics Conference   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Experimental measurements of a self-similar adverse pressure gradient turbulent boundary layer 査読

    C. Atkinson, A.-J. Buchner, A. Sekimoto, V. Kitsios, J. Soria

    Proceedings of 20th Australasian Fluid Mechanics Conference   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Unstable periodic orbits in plane Couette flow with the Smagorinsky model 査読

    Sasaki E, Kawahara G, Sekimoto A, Jiménez J

    Journal of Physics: Conference Series   708 ( 1 )   2016年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    We aim at a description of the logarithmic velocity profile of wall turbulence in terms of unstable periodic orbits (UPOs) for plane Couette flow with a Smagorinsky-type eddy viscosity model. We study the bifurcation structure with respect to the Smagorinsky constant, arising from the gentle UPO reported by Kawahara and Kida [1] for the Navier-Stokes (NS) equation. We find that the obtained UPOs in the large eddy simulation (LES) system connect to those in the NS system, and that the gentle UPO in the LES system is an edge state branch whose stable manifold separates LES turbulence from an LES 'laminar' state. As the Reynolds number decreases this solution arises as the saddle solution of the saddle-node bifurcation. Meanwhile, the mean and root-mean-square velocity profiles of the node solution of the LES gentle UPO are in good agreement with those of LES turbulence.

    DOI: 10.1088/1742-6596/708/1/012003

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  • Direct numerical simulation of statistically stationary and homogeneous shear turbulence and its relation to other shear flows 査読

    Sekimoto A, Dong S, Jiménez J

    Physics of Fluids   28 ( 3 )   2016年3月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    © 2016 AIP Publishing LLC. Statistically stationary and homogeneous shear turbulence (SS-HST) is investigated by means of a new direct numerical simulation code, spectral in the two horizontal directions and compact-finite-differences in the direction of the shear. No remeshing is used to impose the shear-periodic boundary condition. The influence of the geometry of the computational box is explored. Since HST has no characteristic outer length scale and tends to fill the computational domain, long-term simulations of HST are "minimal" in the sense of containing on average only a few large-scale structures. It is found that the main limit is the spanwise box width, L z , which sets the length and velocity scales of the turbulence, and that the two other box dimensions should be sufficiently large (L x ≳ 2L z , L y ≳ L z ) to prevent other directions to be constrained as well. It is also found that very long boxes, L x ≳ 2L y , couple with the passing period of the shear-periodic boundary condition, and develop strong unphysical linearized bursts. Within those limits, the flow shows interesting similarities and differences with other shear flows, and in particular with the logarithmic layer of wall-bounded turbulence. They are explored in some detail. They include a self-sustaining process for large-scale streaks and quasi-periodic bursting. The bursting time scale is approximately universal, ~20S -1 , and the availability of two different bursting systems allows the growth of the bursts to be related with some confidence to the shearing of initially isotropic turbulence. It is concluded that SS-HST, conducted within the proper computational parameters, is a very promising system to study shear turbulence in general.

    DOI: 10.1063/1.4942496

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  • Turbulence- and buoyancy-driven secondary flow in a horizontal square duct heated from below 査読

    Sekimoto A, Kawahara G, Sekiyama K, Uhlmann M, Pinelli A

    PHYSICS OF FLUIDS   23 ( 7 )   2011年7月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Direct numerical simulations of fully developed turbulent flows in a horizontal square duct heated from below are performed at bulk Reynolds numbers Reb = 3000 and 4400 (based on duct width H) and bulk Richardson numbers 0≤Ri≤1.03. The primary objective of the numerical simulations concerns the characterization of the mean secondary flow that develops in this class of flows. On one hand, it is known that turbulent isothermal flow in a square duct presents secondary mean motions of Prandtl's second kind that finds its origin in the behavior of turbulence structures. On the other hand, thermal convection drives a mean secondary motion of Prandtl's first kind directly induced by buoyancy. As far as the mean structure of the cross-stream motion is concerned, it is found that different types of secondary flow regimes take place when increasing the value of the Richardson number. The mean secondary flow in the range 0.025≲Ri≲0.25 is characterized by a single large-scale thermal convection roll and four turbulence-driven corner vortices of the opposite sense of rotation to the roll, as contrasted with the classical scenario of the eight-vortex secondary flow pattern typical of isothermal turbulent square-duct flow. This remarkable structural difference in the corner regions can be interpreted in terms of combined effects, on instantaneous streamwise vortices, of the large-scale circulation and of the geometrical constraint by the duct corner. When further increasing the Richardson number, i.e., Ri ≳ 0.25, the structure of the mean secondary flow is solely determined by the large-scale circulation induced by the buoyancy force. In this regime, the additional mean cross-stream motion is characterized by the presence of two distinct buoyancy-driven vortices of opposite sense of rotation to the circulation only in two of the four corner regions. With increasing Ri, the large-scale circulation is found to enhance the wall skin friction and heat transfer. In the significant-buoyancy regime Ri ≳ 0.25, the mean cross-stream motion and its rms fluctuations are found to scale, respectively, with the buoyancy-induced velocity u g =√gβΔTH (g, β, and ΔT being the gravity acceleration, the volumetric coefficient of thermal expansion, and the temperature difference across the duct, respectively) and with the mixed velocity scale (√ν/H)u g (ν being the kinematic viscosity). It is suggested that the probable scalings for the rms of streamwise velocity component and of temperature fluctuation are related with the friction velocity u τ and friction temperature T τ according to the magnitudes u τ 2 /√(ν/H)u g and T τ u τ /√(ν/H)u g , respectively. © 2011 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.3593462

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  • Reynolds number dependence of mean flow structure in square duct turbulence 査読

    Pinelli A, Uhlmann M, Sekimoto A, Kawahara G

    Journal of Fluid Mechanics   644   107 - 122   2010年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We have performed direct numerical simulations of turbulent flows in a square duct considering a range of Reynolds numbers spanning from a marginal state up to fully developed turbulent states at low Reynolds numbers. The main motivation stems from the relatively poor knowledge about the basic physical mechanisms that are responsible for one of the most outstanding features of this class of turbulent flows: Prandtl's secondary motion of the second kind. In particular, the focus is upon the role of flow structures in its generation and characterization when increasing the Reynolds number. We present a two-fold scenario. On the one hand, buffer layer structures determine the distribution of mean streamwise vorticity. On the other hand, the shape and the quantitative character of the mean secondary flow, defined through the mean cross-stream function, are influenced by motions taking place at larger scales. It is shown that high velocity streaks are preferentially located in the corner region (e.g. less than 50 wall units apart from a sidewall), flanked by low velocity ones. These locations are determined by the positioning of quasi-streamwise vortices with a preferential sign of rotation in agreement with the above described velocity streaks' positions. This preferential arrangement of the classical buffer layer structures determines the pattern of the mean streamwise vorticity that approaches the corners with increasing Reynolds number. On the other hand, the centre of the mean secondary flow, defined as the position of the extrema of the mean cross-stream function (computed using the mean streamwise vorticity), remains at a constant location departing from the mean streamwise vorticity field for larger Reynolds numbers, i.e. it scales in outer units. This paper also presents a detailed validation of the numerical technique including a comparison of the numerical results with data obtained from a companion experiment. Copyright © 2010 Cambridge University Press.

    DOI: 10.1017/S0022112009992242

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  • The effect of coherent structures on the secondary flow in a square duct 査読

    Sekimoto A, Pinelli A, Uhlmann M, Kawahara G

    Advances in Turbulence XII - Proceedings of the 12th EUROMECH European Turbulence Conference   132   329 - 332   2009年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1007/978-3-642-03085-7-80

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  • Buoyancy effects on low-Reynolds-number turbulent flow in a horizontal square duct 査読

    Sekimoto A, Sekiyama K, Kawahara G, Uhlmann M, Pinelli A

    TURBULENCE, HEAT AND MASS TRANSFER 6   2008   539 - 542   2009年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:日本流体力学会  

    DNS of fully developed turbulent flow in a horizontal square-duct heated from below is performed at Re=3000, 4400 and Ri=0-2.2 to examine buoyancy effects on structures and statistics of low-Reynolds-number duct turbulence. It is found that the effects of buoyancy appear at Ri≈0.1, roughly independently of Re. At Ri>0.1 cross-axial thermal convection, which is represented by single large-scale circulation, significantly affects the duct turbulence.

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  • Coherent structures in marginally turbulent square duct flow 査読

    Uhlmann M, Pinelli A, Sekimoto A, Kawahara G

    Solid Mechanics and its Applications   4   137 - 142   2008年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Direct numerical simulation of fully developed turbulent flow in a straight square duct was performed in order to determine the minimal requirements for self-sustaining turbulence. It was found that turbulence can be maintained for values of the bulk Reynolds number above approximately 1100, corresponding to a friction-velocity-based Reynolds number of 80. The minimum value for the streamwise period of the computational domain measures around 190 wall units, roughly independently of the Reynolds number. Furthermore, we present a characterization of the marginal state, where coherent structures are found to have significant relevance to the appearance of secondary flow of Prandtl's second kind. © 2008 Springer.

    DOI: 10.1007/978-1-4020-6472-2_21

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  • Characterisation of marginally turbulent square duct flow 査読

    Uhlmann M, Pinelli A, Sekimoto A, Kawahara G

    Advances in Turbulence XI - Proceedings of the 11th EUROMECH European Turbulence Conference   117   41 - 43   2007年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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MISC

  • 正方形ダクト乱流の直接数値計算のGPU加速 招待

    関本 敦

    東京大学情報基盤センター スーパーコンピューティングニュース   23   2021年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(その他)  

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  • 統計的に定常な一様剪断乱流への安定密度成層の影響

    関本 敦

    スーパーコンピューティングニュース 特集:平成30年度「若手・女性利用者推薦」前期・後期課題 成果報告   21 ( 1 )   96 - 98   2019年8月

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    担当区分:筆頭著者, 最終著者, 責任著者   記述言語:日本語   出版者・発行元:東京大学情報基盤センター  

    特集:平成30年度「若手・女性利用者推薦」前期・後期課題 成果報告

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  • ISS内InGaSb結晶成長実験の数値解析

    沖田和也, XIN Jin, 関本敦, 岡野泰則, 稲富裕光, 早川泰弘

    結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)   48th   2019年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 数値解析を用いた国際宇宙ステーション内InGaSb結晶成長条件の設定と拡散係数の算出

    岡野泰則, XIN Jin, 山本卓也, 関本敦, 早川泰弘, 稲富裕光

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   66th   2019年

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    記述言語:日本語  

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  • 自己相似逆圧力勾配乱流境界層の直接数値シミュレーションと統計量スケーリング 招待

    関本 敦, キトシオス バシリ, アトキンソン キャロム, ソリア フリオ

    ながれ   37 ( 6 )   536 - 539   2018年12月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語  

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  • 一様せん断乱流のLESにおける局在解(<特集>注目研究in年会2015) 招待

    関本 敦, ハビエル ヒメネス

    ながれ : 日本流体力学会誌   34 ( 6 )   413 - 417   2015年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   出版者・発行元:日本流体力学会  

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  • 一様剪断流における不安定周期解 招待

    関本 敦, S. Dong, J. Jiménez

    京都大学数理解析研究所共同研究集会 ― 大スケール流体運動と乱流揺らぎ,考究録   1943   34 - 46   2015年4月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)   出版者・発行元:京都大学  

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  • スペイン、マドリード工科大学でのポスドク生活

    関本 敦

    混相流   27 ( 4 )   460 - 463   2013年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   出版者・発行元:日本混相流学会  

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  • 加熱水平正方形ダクトの乱流・浮力駆動二次流れ(拡散・熱物質輸送(2),一般講演)

    河原 源太, 関本 敦, 関山 和英, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    日本流体力学会年会講演論文集   23 ( 7 )   2011年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)   出版者・発行元:日本流体力学会  

    Direct numerical simulations of fully developed turbulent flows in a horizontal square duct heated from below are performed at bulk Reynolds numbers Re_b=3000, 4400 in the range of bulk Richardson numbers 0&amp;le;Ri&amp;le;1.03 to characterize turbulence- and buoyancy-driven mean secondary flow. It is observed that for 0.025&amp;lsim;Ri&amp;lsim;0.25 turbulence-driven secondary flow of a usual eight-vortex pattern is deformed by the effect of buoyancy into turbulence- and buoyancy-driven flow represented by single large-scale circulation and four corner vortices of opposite sense of rotation to the circulation. This remarkable structural difference in the corner regions can be interpreted in terms of combined effects, on instantaneous streamwise vortices, of the large-scale circulation and of the geometrical constraint by impermeable duct walls.

    DOI: 10.1063/1.3593462

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  • 302 矩形ダクトにおける空間局在乱流構造(OS-2 熱流体力学における非線形現象の解析・制御(1))

    若林 弘輝, 関本 敦, 清水 雅樹, ウルマン マルクス, 河原 源太

    関西支部講演会講演論文集   2011 ( 86 )   3   2011年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

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  • 「逆解析」機能搭載 三次元気流解析ソフト FlowDesignerによる最適設計

    関本敦, 池島薫, 桃瀬一成

    クリーンテクノロジー   20 ( 12 )   70 - 74   2010年12月

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    記述言語:日本語  

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  • 水平正方形ダクトにおける乱流・浮力駆動二次流れ (乱流の動力学的記述と統計力学的記述の相補性)

    関山 和英, 関本 敦, 河原 源太, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    数理解析研究所講究録   1721   124 - 134   2010年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:京都大学  

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  • 「逆解析」機能搭載 三次元気流解析ソフト FlowDesignerによる最適設計

    関本敦, 池島薫, 桃瀬一成

    クリーンテクノロジー   20 ( 10 )   74 - 78   2010年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 水平正方形ダクトにおける乱流・浮力駆動二次流れ

    河原源太, 関本敦, UHLMANN Markus, PINNELLI Alfredo

    日本機械学会年次大会講演論文集   2010 ( Vol.2 )   31 - 32   2010年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Direct numerical simulations of fully developed turbulent flows in a horizontal square duct heated from below are performed at bulk Reynolds numbers Re_b = 3000, 4400 in the range of bulk Richardson numbers 0 &amp;le; Ri &amp;le; 1.03 to characterize turbulence- and buoyancy-driven mean secondary flow. It is observed that for 0.025 &amp;lsim; Ri &amp;lsim; 0.25 turbulence-driven secondary flow of a usual eight-vortex pattern is deformed by the effect of buoyancy into turbulence- and buoyancy-driven flow represented by single large-scale circulation and four corner vortices of opposite sense of rotation to the circulation. This remarkable structural difference in the corner regions can be interpreted in terms of combined effects, on instantaneous streamwise vortices, of the large-scale circulation and of the geometrical constraint by impermeable duct walls.

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  • 矩形ダクト流における乱流パフと乱流斑点―ダクト断面縦横比の影響―

    若林弘輝, 関本敦, 河原源太, UHLMANN M, PINELLI A

    理論応用力学講演会講演論文集   59th   211 - 212   2010年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • Erratum: Reynolds number dependence of mean flow structure in square duct turbulence (Journal of Fluid Mechanics 644 (107-122) doi:10.1017/ S0022112009992242) 査読

    Pinelli A, Uhlmann M, Sekimoto A, Kawahara G

    Journal of Fluid Mechanics   653   2010年6月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1017/S0022112010001849

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  • 正方形ダクト乱流中の秩序構造と二次流れ (乱流の多重性・階層性とその数理的構造)

    関本 敦, 河原 源太, Uhlmann Markus, Pinelli Alfredo

    数理解析研究所講究録   1673   93 - 103   2010年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:京都大学  

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  • 矩形ダクト流における乱流パフと乱流斑点:ダクト断面縦横比の影響

    若林 弘輝, 関本 敦, 河原 源太, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    理論応用力学講演会 講演論文集   59 ( 0 )   108 - 108   2010年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」  

    低レイノルズ数における矩形ダクト流に現れる乱流パフと乱流斑点を直接数値シミュレーションにより調べた結果を報告する.ダクトのアスペクト(縦横)比に依存して,乱れの構造が大きく異なることを示す.アスペクト比が1に近い場合には,円管流や正方形ダクト流に現れるのと同様の乱流パフが認められる.しかし,アスペクト比の1からのずれが大きくなると,乱れは流れ方向だけではなくスパン方向にも局在し,いわゆる乱流斑点に類似した構造が認められる.

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  • 0209 正方形ダクト流におけるパフ構造(OS2-2 乱流の計測・解析・制御,オーガナイズドセッション)

    関本 敦, 河原 源太, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    流体工学部門講演会講演論文集   2009   111 - 112   2009年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    We present the results obtained from direct numerical simulations of square-duct flow in a long streamwise computational domain at a range of Reynolds numbers 750&amp;le;Re_b&amp;le;1500, Re_b being based on mean bulk velocity and duct half width. Localized turbulence travelling downstream, equiliblium &#039;puff&#039;, is identified at the Reynolds number Re_b=850-1050. The mean secondary flow in &#039;puff&#039; region is found to exhibit eight-vortex patterns observed in the secondary motion of Prandtl&#039;s second kind in turbulent square duct flow.

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  • (行事報告) 流体若手夏の学校2009 –工学における流体シミュレーション技術– の報告

    関本 敦

    ながれ   28   433   2009年10月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語  

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  • 低レイノルズ数における加熱水平正方形ダクトの二次流れと乱流構造(安定性・乱流 乱流(2),一般講演)

    関本 敦, 関山 和英, 河原 源太, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    日本流体力学会年会講演論文集   2009   2009年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    Direct numerical simulations of fully developed low-Reynolds-number turbulent flow in a horizontal square duct heated from below are performed at Richardson numbers 0&amp;le;Ri&amp;le;1.03 to investigate the buoyancy effects on the coherent structures near the walls, i.e. streamwise vortices and associated streaks, and on turbulence-driven secondary flow of Prandtl&#039;s second kind. It is found that cross-streamwise thermal convection which is represented by single large-scale circulation appears to affect the coherent structures and the mean secondary flow for Ri&amp;gsim;0.025. As Ri is increased, the near-wall coherent structures are observed to appear more frequently in the region near one of the two corners on the wall, since they are swept along the wall towards the corner by the large-scale convection. The localization of the near-wall structures affects the profile of skin friction and heat transfer rate on the wall.

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  • 正方形ダクト流におけるパフ構造

    関本敦, 河原源太, UHLMANN Markus, PINELLI Alfredo

    日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集(CD-ROM)   87th   ROMBUNNO.0209   2009年

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    記述言語:日本語  

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  • 正方形ダクト乱流の直接数値シミュレーション

    関本 敦, 河原源太, Uhlmann, M, Pinelli, A

    九州大学情報基盤研究開発センター広報   2 ( 2 )   43 - 49   2008年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:九州大学情報統括本部広報委員会  

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  • 正方形ダクト乱流の直接数値シミュレーション

    関本 敦, 河原源太, Uhlmann, M, Pinelli, A

    東京大学情報基盤センター スーパーコンピューティングニュース   10 ( 5 )   2008年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語  

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  • 514 正方形ダクト流の乱流構造と二次流れ(OS-7 熱流体の非線形力学とその数値シミュレーション(2))

    河原 源太, 関本 敦, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    関西支部講演会講演論文集   2008 ( 83 )   "5 - 21"   2008年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

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  • 正方形ダクト流の乱流構造と二次流れ

    河原源太, 関本敦, UHLMANN Markus, PINELLI Alfredo

    日本機械学会関西支部定時総会講演会講演論文集   83rd   5.21   2008年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 203 低レイノルズ数正方形ダクト乱流における渦構造(2)(OS2-1 壁乱流の計測と制御,OS2壁乱流の計測と制御)

    関本 敦, 河原 源太, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    流体工学部門講演会講演論文集   2007   "203 - 1"-"203-4"   2007年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Spectral direct numerical simulations of fully developed turbulent flow in a straight square duct were performed in order to investigate flow structures at low Reynolds numbers. It was found that turbulence can be maintained for values of the bulk Reynolds number above approximately 1100, and the minimum value for the streamwise period of the computational domain is around 190 wall units, which is roughly independent of the Reynolds number. The flow state at marginal Reynolds numbers exhibits a 4-vortex secondary flow structure alternating in time, whereas the fully turbulent one presents the usual 8-vortex pattern. It is shown that buffer layer coherent structures play a crucial role in the appearance of secondary flow of Prandtl&#039;s second kind at the marginal Reynolds numbers. The coherent structures are observed to affect the mean primary and secondary flow even at higher Reynolds numbers.

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  • 905 低レイノルズ数における正方形管路内乱流の秩序構造(GS-5 乱流(2))

    関本 敦, 河原 源太, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    関西支部講演会講演論文集   2007 ( 82 )   "9 - 5"   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

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  • 低レイノルズ数における正方形管路内乱流の秩序構造

    関本敦, 河原源太, UHLMANN Marukus, PINELLI Alfred

    日本機械学会関西支部定時総会講演会講演論文集   82nd   9.5   2007年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 低レイノルズ数正方形ダクト乱流における秩序状態

    関本敦, 河原源太, UHLMANN Markus, PINELLI Alfred

    理論応用力学講演会講演論文集   56th   109 - 110   2007年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 低レイノルズ数正方形ダクト乱流における秩序状態

    関本 敦, 河原 源太, ウルマン マルクス, ピネリ アルフレド

    理論応用力学講演会 講演論文集   56 ( 0 )   46 - 46   2007年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」  

    正方形断面をもつ真っ直ぐなダクト内の十分発達した乱流の直接数値シミュレーションを行った.本研究の主要目的は,ダクト流において乱れが持続するために必要な限界条件を決定することである.この極限域での乱れに対する詳細な解析により,乱流が持続する限界状態を支配する主要なメカニズムを解明する.層流化間際におけるこの限界状態では,流れ方向渦やストリークといった自己再生可能な秩序構造がダクトの幅と同程度の空間スケールをもつため,秩序構造はプラントルの第二種ニ次流れの出現との重要な関連性をもつことを示す.

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  • 低レイノルズ数正方形ダクト乱流における渦構造

    関本敦, 河原源太, UHLMANN Markus, PINELLI Alfredo

    日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集(CD-ROM)   85th   ROMBUNNO.203   2007年

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    記述言語:日本語  

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講演・口頭発表等

  • Invariant solutions in DNS/LES of statistically stationary homogeneous shear flow 招待

    Atsushi Sekimoto

    Scientific Computing Across Scales: Extreme Events and Criticality in Fluid Mechanics  2019年4月18日 

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    開催年月日: 2019年4月15日 - 2019年4月19日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Buoyancy effect on the secondary flow and heat transfer in a marginally turbulent square duct 招待

    Atsushi SEKIMOTO, Mizuki NAKAMORI, Yasunori OKANO

    18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE2019)  2019年9月26日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Unstable periodic orbits in homogeneous shear flow, Monash Fluid Seminar Series 招待

    Atsushi Sekimoto

    Monash Fluid Seminar Series  2018年9月26日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Self-Sustaining motions and periodic orbits in a statistically-stationary homogeneous shear flow 招待

    関本 敦

    RIMS 合宿型セミナー  2016年8月31日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Self-sustaining motions and periodic orbits in statistically stationary homogeneous shear turbulence 招待

    関本 敦

    Seminar in the University of Melbourne  2016年8月5日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 一様剪断流における不安定周期解 招待

    関本 敦

    京都大学 数理解析研究所共同研究集会  2014年1月10日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Inclined-vortex solutions in homogeneous shear flow 招待

    関本 敦

    IUTAM Symposium on Vortex Dynamics: Formation, Structure and Function  2013年3月10日 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Scaling of Turbulence Statistics in Adverse-Pressure-Gradient Turbulent Boundary Layer Flow

    Atsushi Sekimoto, Vassili Kitsios, Callum Atkinson, Julio Soria

    Eighteenth International Conference on Flow Dynamics  2021年10月29日 

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    開催年月日: 2021年10月27日 - 2021年10月29日

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 剥離寸前の逆圧力勾配境界層乱流の大規模数値計算と統計量のスケーリング則 招待

    関本 敦

    MMDS 研究 集会「工学と数学の接点を求めて」 ,大阪大学(豊中キャンパス)  2019年11月14日 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • 海外ポスドク生活と成長の軌跡 招待

    関本 敦

    2019 年度日本機械学会年次大会・特別企画プログラム・ 大学教員人材の採用・育成を考える (秋田大学)  2019年9月10日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 基礎セミナー:流体現象を解きほぐす数理科学「乱流の直接数値シミュレーション」 招待

    関本 敦

    基礎セミナー:流体現象を解きほぐす数理科学  2018年6月22日 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • 一様剪断流の LES における非線形サドル解 招待

    関本 敦

    ダイナミクス研究会中野,明治大学  2018年6月14日 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • 一様せん断流における不安定周期解 招待

    関本 敦

    CMRU 数学連携セミナー, 明治大学  2016年8月25日 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • 大規模並列直接数値計算の基礎と応用 招待

    関本 敦

    研究集会「低侵襲性人工血管の開発とそれに伴う数 値解析手法の構築」九州大学マス・フォア・インダストリ研究所  2014年1月24日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 一様せん断乱流の数値シミュレーション~不安定周期解による乱流の動力学の解明~ 招待

    関本 敦

    第 24 回 SMART セミナー,東北大学理学研究科  2014年1月17日 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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受賞

  • 日本流体力学会「竜門賞」

    2020年4月   日本流体力学会  

    関本 敦

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    受賞国:日本国

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  • 第 82 期定時総会講演会 フェロー賞

    2007年3月   日本機械学会関西支部  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 逆圧力勾配下における乱流境界層の統計量スケーリング則と新たなLES基盤の創出

    研究課題/領域番号:21K03876  2021年04月 - 2024年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    関本 敦

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

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  • GPU加速DNSコードを用いた正方形ダクト乱流の直接数値計算

    2020年04月 - 2021年03月

    東京大学情報基盤センター  若手・女性利用者推薦 

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    担当区分:研究代表者 

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  • Couette-Poiseuille 流れにおける大規模構造の解析

    2020年04月 - 2021年03月

    東京大学情報基盤センター  若手・女性利用者推薦 

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    担当区分:研究代表者 

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  • ミニマルスパン・チャネル乱流の直接数値計算による乱流伝熱解析

    2019年04月 - 2020年03月

    東京大学情報基盤センター  若手・女性利用者推薦課題 

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  • 世界最高レイノルズ数乱流データベース構築のためのGPU-DNSコードの作成

    2019年04月 - 2020年03月

    東京大学情報基盤センター  若手・女性利用者推薦課題 

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    担当区分:研究代表者 

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  • 安定密度成層下での一様せん断乱流の長時間統計と壁乱流との比較

    2018年10月 - 2019年03月

    東京大学情報基盤センター  若手利用者推薦課題(JHPCN萌芽型共同研究課題) 

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    担当区分:研究代表者 

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  • 逆圧力勾配境界層乱流の研究

    2018年09月 - 2018年10月

    (公財)航空機国際共同開発促進基金  国際交流助成 

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    担当区分:研究代表者 

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  • 不変解に基づいた乱流モデルの高精度化

    研究課題/領域番号:18K13689  2018年04月 - 2020年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    関本 敦

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    LESの支配方程式の不変解に基づき,乱流モデルの本質の理解とモデルの予測性能の向上を目指した.一様せん断乱流中のLES不変解をニュートン・クリロフ法および弧長法を用いて追跡し,不安定周期解を求めることに成功した.これらの解の存在がLES乱流が維持生成できる理論的な背景を有しており,Navier-Stokes乱流との類似性が力学系理論の面からも明らかになった.また,NS方程式におけるクエット流れの不変解をできる限り高レイノルズ数まで追跡し,平面クエット流れの定常解が一様せん断流のLES解と類似していることを明らかにした.

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  • 不変解を用いたラージエディシミュレーションの高精度化

    2018年01月 - 2019年03月

    九州大学情報基盤研究開発センター  プロダクトラン課題 

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    担当区分:研究代表者 

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  • 正方形ダクト乱流の高精度直接数値計算コードのGPU加速

    2018年01月 - 2019年03月

    九州大学情報基盤研究開発センター  ベンチマーク課題 

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    担当区分:研究代表者 

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  • Minimal plane Couette flow with pressure gradients

    2017年06月

    European Research Council  European Research Council, the Third Madrid Turbulence Workshop  共同研究

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    担当区分:研究代表者 

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  • 高レイノルズ数における正方形ダクト乱流の大規模構造と二次流れ

    研究課題/領域番号:09J00546  2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    関本 敦

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    配分額:1200000円 ( 直接経費:1200000円 )

    正方形ダクト流れの平均流にはプラントルの第二種二次流れと呼ばれる角へと向かう流れが存在する.本研究ではスペクトル法を用いた乱流の直接シミュレーションによって,二次流れの生成メカニズムを乱流中の秩序構造の観点から解明することを目的とし,以下の二つのアプローチをとった.
    1.高レイノルズ数領域における二次流れの生成機構の解明,および二次流れのスケーリング.
    高レイノルズ数領域では,流路幅全体に渡る大規模な乱流構造が存在することが知られており,この構造に着目して二次流れの生成機構の解明を試みた.また,すでに得られている低レイノルズ数の結果と,今回実施した高レイノルズ数領域のDNSの結果から二次流れのスケーリング則を明らかにした.正方形ダクト乱流では側壁の影響により,特徴的な壁面剪断応力分布や平均二次流れがみられる.これらの要因を乱流中の秩序構造の観点から深く調査した例はこれまでにない.
    2.非圧縮ナビエ・ストークス(NS)方程式の不安定周期解に基づき二次流れの生成機構を理論的に解明する.
    非圧縮NS方程式の不安定な平衡解(定常進行波解)や周期解を数値的に求めることにより,秩序構造と二次流れの関係の理論的な理解を深めることができる.今回,秩序構造の特徴を有し,かつ,二次流れをよく表す定常進行波解を数値的に求めた.二次流れの生成機構の理論的解明の新たな糸口とすることができるとともに,乱流遷移問題に関しても新たな知見が得られたことになる.

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担当授業科目

  • データ駆動型数値解析 (2021年度) 前期  - 月3~4

  • データ駆動科学特論 (2021年度) 後期  - その他

  • 微分方程式 (2021年度) 3・4学期  - 火3,火4

  • 微分方程式 (2021年度) 3・4学期  - [第3学期]火3,火4, [第4学期]火3~4

  • 微分方程式 (2021年度) 3・4学期  - [第3学期]火3,火4, [第4学期]火3~4

  • 微分方程式1 (2021年度) 第3学期  - 火3,火4

  • 微分方程式2 (2021年度) 第4学期  - 火3,火4

  • 教養数理特論 (2021年度) 第3学期  - 月5~6

  • 特別研究 (2021年度) 通年  - その他

  • 現象数値解析学演習 (2021年度) 前期  - その他

  • 現象数値解析学演習 (2021年度) 後期  - その他

  • 現象数値解析学演習 (2021年度) 後期  - その他

  • 現象数値解析学演習 (2021年度) 前期  - その他

  • 環境情報モデル学 (2021年度) 3・4学期  - 金5~6

  • 環境情報モデル学1 (2021年度) 第3学期  - 金5~6

  • 環境情報モデル学2 (2021年度) 第4学期  - 金5~6

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社会貢献活動

  • 基礎セミナー「基礎セミナー:流体現象を解きほぐす数理科学」(高大連携講座)

    役割:講師

    2018年6月22日

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    種別:セミナー・ワークショップ

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  • 大阪大学SEEDS実感科学研究プログラム

    役割:助言・指導, 運営参加・支援

    大阪大学 SEEDSプログラム  2018年4月1日 - 2019年3月31日

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メディア報道

  • Better understanding of Marangoni flows may help improve floating-zone crystal growth

    AIP Scilight  2020年3月

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    https://doi.org/10.1063/10.0000898

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学術貢献活動

  • 第33回CES21オンライン講演会

    役割:企画立案・運営等

    化学工学会関西支部若手の会「CES21」  2021年1月29日

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    種別:学会・研究会等 

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  • 京都大学数理解析研究所(RIMS)合宿型セミナー「壁面せん断流のダイナミクス」の企画,開催

    役割:企画立案・運営等

    2016年8月31日 - 2016年9月2日

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  • The 2nd European Research Council, MultiFlow project, Summer Workshop

    役割:企画立案・運営等

    2015年5月25日 - 2015年6月26日

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    種別:大会・シンポジウム等 

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  • The 1st European Research Council, MultiFlow project, Summer Workshop

    役割:企画立案・運営等

    2013年6月10日 - 2013年7月12日

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    種別:大会・シンポジウム等 

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  • 流体若手夏の学校・幹事

    役割:企画立案・運営等

    2009年8月1日 - 2009年8月3日

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    種別:学会・研究会等 

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