2024.03.07

[日時]　2024年4月11日(木) 13:30~15:00

[場所]　核融合科学研究所  シミュレーション科学研究棟１F会議室　＋　オンライン併用

（接続情報は別途メールにて、参加申込・招待された方へお知らせします）

[講師]　後藤 晋 （大阪大学 基礎工学研究科・教授）

[講演題目]　乱流と固体粒子の相互作用

[講演概要]　

このセミナーでは、「非圧縮中性流体」と「固体粒子」の相互作用により発現する２つの興味深い現象を紹介する。

（１）一般に、乱流中では乱流拡散の作用により固体粒子は迅速に拡散される。しかし、乱流中には大小さまざまな秩序渦が階層を成すので、粒子が逆拡散してクラスタが形成されることがある。このことは乱流の作用により粒子同士の衝突が促進されることを意味するので、様々な系において重要である。最近、我々[1, 2]は高レイノルズ数の乱流中における粒子クラスタリング現象を記述する方法を見出したので、これを紹介する。

（２）固体粒子の存在により、乱流強度が劇的に低減することがある。とくに、粒子の速度緩和時間が乱流中の最大渦の旋回時間と比べて十分に大きいとき、粒子は（渦の旋回運動に追従できないために）これらの渦からエネルギーを奪い、エネルギーカスケードをバイパスするために、結果として乱流強度が低減する。本セミナーでは、周期境界条件下の乱流[3, 4]や、平行平板間乱流[5]における固体粒子による乱流低減現象を紹介し、その物理機構を概説する。

なお、本研究の成果の一部は核融合科学研究所の共同研究課題として、プラズマシミュレータを用いて実行した大規模数値シミュレーションにより得られた。

[1] S. Oka and S. Goto, Phys. Rev. Fluids 6 (2021) 044605.
[2] Y. Motoori, C.-K. Wong and S. Goto, J. Fluid Mech. 942 (2022) A3.
[3] S. Oka and S. Goto, J. Fluid Mech. 949 (2022) A45.
[4] H. Awai, Y. Motoori and S. Goto, (submitted).
[5] Y. Motoori and S. Goto, (submitted).

[お問合せ] 　cg-sim

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