Research Projects -
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数理最適化理論に基づくデータ駆動型の先端流動制御
2023.04
稲盛財団 稲盛研究助成
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矩形ダクト流路内の粒子挙動の制御
Grant number：HPTF21112 2022.04 - 2023.03
(公財)ホソカワ粉体工学振興財団 (公財)ホソカワ粉体工学振興財団 研究助成
関本 敦
Authorship：Principal investigator
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臨界レイノルズ数付近における矩形ダクト乱流中の二次流れと熱的制御
2022.04 - 2023.03
東京大学情報基盤センター 「若手・女性利用者推薦」 2022年度（前期）
関本 敦
Authorship：Principal investigator
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矩形ダクト流路内の粒子挙動制御
Grant number：HPTF21112 2022.04 - 2023.03
(公財)ホソカワ粉体工学振興財団 (公財)ホソカワ粉体工学振興財団 研究助成
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\800000
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共同研究
2022.04 - 2022.07
ナカシマプロペラ株式会社
関本 敦
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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
Grant number：21K03876 2021.04 - 2024.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C) Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
関本 敦
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\4290000 （ Direct expense: \3300000 、 Indirect expense：\990000 ）
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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
2020.04 - 2021.03
東京大学情報基盤センター 若手・女性利用者推薦
Authorship：Principal investigator
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Couette-Poiseuille 流れにおける大規模構造の解析
2020.04 - 2021.03
東京大学情報基盤センター 若手・女性利用者推薦
Authorship：Principal investigator
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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
2019.04 - 2020.03
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
2019.04 - 2020.03
東京大学情報基盤センター 若手・女性利用者推薦課題
Authorship：Principal investigator
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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
2018.10 - 2019.03
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）
Authorship：Principal investigator
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逆圧力勾配境界層乱流の研究
2018.09 - 2018.10
（公財）航空機国際共同開発促進基金 国際交流助成
Authorship：Principal investigator
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Development of high-fidelity turbulence model based on invariant solutions
Grant number：18K13689 2018.04 - 2020.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Atsushi Sekimoto
Grant amount：\4160000 （ Direct expense: \3200000 、 Indirect expense：\960000 ）
The invariant solutions in the large-eddy simulation (LES), i.e., filtered Navier-Stokes equation, are investigated for the development of a high-fidelity turbulence model. The invariant solutions in uniform shear flow are traced along with the parameters, and new periodic orbits are obtained. These invariant solutions give us the theoretical background for the self-sustaining turbulence with eddy viscosity and the similarity with the self-sustaining motions of wall-bounded shear turbulence in the Navier-Stokes (NS) equation. The relatively high-Reynolds-number equilibrium in a plane Couette flow in NS equation is obtained, and the wall-bounded solutions resemble invariant solutions in the LES equation, which paves a way of developing a wall model for eddy viscosity.
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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
2018.01 - 2019.03
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
Authorship：Principal investigator
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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
2018.01 - 2019.03
九州大学情報基盤研究開発センター ベンチマーク課題
Authorship：Principal investigator
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Minimal plane Couette flow with pressure gradients
2017.06
European Research Council European Research Council, the Third Madrid Turbulence Workshop 共同研究
Authorship：Principal investigator
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The secondary flow and large-scale structures in turbulent square duct flow at high Reynolds numbers
Grant number：09J00546 2009
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows Grant-in-Aid for JSPS Fellows
関本 敦
Grant amount：\1200000 （ Direct expense: \1200000 ）
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.