記号力学に基づく非線形時系列解析を用いた、乱流の新しい解析手法構築と制御への挑戦
基于符号力学的非线性时间序列分析构建新的湍流分析方法和控制的挑战
基本信息
- 批准号:21K18685
- 负责人:
- 金额:$ 4.16万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
- 财政年份:2021
- 资助国家:日本
- 起止时间:2021-07-09 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
流体輸送機器におけるエネルギー損失は乱流が一つの原因である.抵抗を減らすには乱流低減が必要であるが、その強い非線形性により予測し制御することは難しい.例え何らかの制御が効いたとしても、従来の研究が線形ベースの解析手法を用いているため本質的なメカニズムが不明である場合も多い。一方、近年進歩が著しい複雑系科学分野では、情報量という視点から見た非線形現象の解析が盛んである。情報量は、乱雑さを測る尺度である情報エントロピーを用いて定量的に評価されるため、複雑な時系列の波形を持つ乱流の解析に適しているはずである。そこで本研究ではこれまで線形理論に基づいて解析されてきた乱流場を、記号力学に基づく非線形時系列解析により調査し、さらに予測及び制御手法を構築することを目的とする.非線形性を考慮に入れた情報量を用いることで、乱流予測や制御の研究分野を大きく転換させる潜在性を有している。そもそも乱流の本質は強い非線形性であり、解析手法も非線形性を考慮に入れるのは自然である。しかし非線形性を考慮に入れた解析はこれまでに多く実施されておらず、本研究は芽生え期の研究に当たる.本年度は、昨年度に引き続き平行平板間乱流の情報量の空間分布について調べ、情報量として推移ネットワークエントロピーを選び、乱流の壁面近傍の各層におけるダイナックスを詳細に調査した.また軌道不安定性に基づく時系列予測を実施し、その精度が十分であることを示した。本研究および本研究に関連して得られた研究成果は、国際会議発表3件(うち招待公演1件)、国内会議発表4件の公表に結びついた。
湍流是流体输送设备中能量损失的原因之一,减少湍流对于减少阻力是必要的,但其强烈的非线性使其难以预测和控制,即使某些控制是有效的,但是,由于以前的研究都使用线性。基于分析方法,其基本机制往往不清楚。另一方面,在近年来取得显着进展的复杂系统科学领域,从信息内容角度分析非线性现象十分活跃。使用信息熵来定量评估信息量,信息熵是无序程度的度量,因此它应该适合分析具有复杂时间序列波形的湍流。因此,本研究的目的是研究基于线性理论分析的湍流流场,使用基于符号力学的非线性时间序列分析,并进一步发展预测和控制方法。该系统存储的信息量很大,有可能显着改变湍流预测和控制的研究领域。首先,湍流的本质是强非线性,分析方法自然要考虑非线性。然而,迄今为止,许多考虑非线性的分析还没有进行,本研究还处于起步阶段,我们选择传递网络熵作为量,详细研究了湍流壁面附近各层的动力。我们还进行了基于轨道不稳定性的时间序列预测,并表明其精度是足够的。这项研究以及与这项研究相关的研究成果出版了三篇国际会议报告(包括一篇特邀表演)和四篇国内会议报告。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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