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.

尽管人们对我们周围无处不在的湍流进行了多年的研究，但统计定律普遍存在的小尺度动力学一直是主要目标。在本研究中，我们关注大尺度动力学并获得以下结果。 (1)提出了大尺度动能涨落的理论框架。 (2) 我们已经证明，通过用相关长度对统计规律进行归一化，可以普遍地描述统计规律。 (3) 通过数值模拟流体方程和随机过程方程，我们在大尺度上再现了对数正态性。 (4)我们已经证明，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同时存在。

项目成果

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
• 作者: 高岡正憲

Weak and strong wave turbulence spectra for elastic thin plate

弹性薄板的弱波和强波湍流谱

• DOI: 10.1103/physrevlett.110.105501
• 发表时间: 2013
• 作者: N. Yokoyama; M. Takaoka
• 通讯作者: M. Takaoka

Ornstein-Uhlenbeck過程での大スケール揺らぎの統計則についてII

论奥恩斯坦-乌伦贝克过程大范围波动的统计规律II

• 发表时间: 2011
• 作者: 高岡正憲; 松本剛
• 通讯作者: 松本剛

弾性薄板での強弱乱流のスケール依存性と臨界波数

弹性薄板强弱湍流的尺度依赖性和临界波数

• 作者: 横山直人;高岡正憲
• 通讯作者: 高岡正憲

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
• 作者: 横山直人; 高岡正憲
• 通讯作者: 高岡正憲