所属
大学院工学研究科 エネルギー理工学専攻 エネルギー流体工学 教授
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 エネルギー理工学科
職名
教授
連絡先
ツジ ヨシユキ
辻 義之
TSUJI, Yoshiyuki
学位 1
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工学博士
研究キーワード 3
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乱流
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エネルギー科学
-
流体工学
研究分野 2
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その他 / その他 / 熱工学
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その他 / その他 / 流体工学
現在の研究課題とSDGs 3
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高レイノルズ数乱流における普遍則の解明
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量子乱流と古典乱流の統一的理解
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省エネルギーと流動抵抗軽減に向けた乱流構造の制御
経歴 2
-
名古屋大学工学研究科助教授
1999年7月
国名：日本国
-
名古屋大学工学研究科助手
1993年4月 - 1999年6月
国名：日本国
学歴 1
-
名古屋大学 工学系研究科 機械工学専攻
- 1993年
国名： 日本国
所属学協会 3
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日本流体力学会
-
日本物理学会
-
日本機械学会
受賞 4
-
日本機械学会論文賞
2021年4月 日本機械学会
-
日本機械学会論文賞
2017年4月 日本機械学会 高レイノルズ数円管流における平均速度分布型に関する実験的研究
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日本流体力学会 竜門賞
2003年8月
-
日本機械学会賞研究奨励賞
1993年
論文 116
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Self-similarity in the logarithmic region of turbulence intensity in high-Reynolds-number pipe flow
Furuichi, N; Ono, M; Tsuji, Y
INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND FLUID FLOW 115 巻 2025年9月
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Ono, M; Furuichi, N; Tsuji, Y
PHYSICS OF FLUIDS 37 巻 ( 5 ) 2025年5月
-
Suzuki, A; Nakatani, H; Nakagawa, S; Kobashi, M; Tsuji, Y
ACTA MATERIALIA 283 巻 2025年1月
-
Wang, Y; Tsuji, Y
PHYSICS OF FLUIDS 36 巻 ( 10 ) 2024年10月
-
Ono, M; Furuichi, N; Tsuji, Y
PROGRESS IN TURBULENCE X, ITI CONFERENCE ON TURBULENCE 2023 404 巻 頁： 89 - 94 2024年
-
Ono, M; Furuichi, N; Tsuji, Y
JOURNAL OF FLUID MECHANICS 975 巻 2023年11月
-
Reynolds number dependence of turbulent kinetic energy and energy balance of 3-component turbulence intensity in a pipe flow 招待有り 査読有り
M. Ono, N. Furuichi, Y. Tsuji
Journal of Fluid Mechanics 975 巻 頁： A9 2023年11月
-
Mehrez, A; Yamamoto, Y; Tsuji, Y
JOURNAL OF FLUID MECHANICS 972 巻 2023年9月
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Taylor's frozen hypothesis of the pressure fluctuations in turbulent channel flow at high Reynolds numbers 査読有り
A. Mehrez, Y. Yamamoto, Y. Tsuji
Journal of Fluid Mechanics 692 巻 2023年9月
-
Tokitani, M; Hamaji, Y; Hiraoka, Y; Hayashi, Y; Masuzaki, S; Tamura, H; Noto, H; Tanaka, T; Tsuneyoshi, T; Tsuji, Y; Motojima, G; Hayashi, H; Murase, T; Muroga, T; Sagara, A; Morisaki, T
FUSION SCIENCE AND TECHNOLOGY 79 巻 ( 6 ) 頁： 651 - 661 2023年8月
-
Energy dissipation rate in the inertial sublayer of turbulent channel flow at large but finite Re?
Yamamoto, Y; Kaneda, Y; Tsuji, Y
PHYSICAL REVIEW FLUIDS 8 巻 ( 3 ) 2023年3月
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Energy dissipation rate in the inertial sublayer of turbulent channel flow at large but finite 招待有り 査読有り
Y. Yamamoto, Y. Kaneda, Y. Tsuji
Physical Review Fluids 8 巻 2023年3月
-
Observation of water droplet motion in a shear flow
Zhang, JW; Sato, T; Ooyama, T; Koumura, K; Ito, T; Tsuji, Y
EXPERIMENTAL THERMAL AND FLUID SCIENCE 141 巻 2023年2月
-
Kosako, S; Hiramatsu, M; Fujimoto, Y; Tsuji, Y
PHYSICS OF FLUIDS 35 巻 ( 2 ) 2023年2月
-
Yoshida, K; Miura, H; Tsuji, Y
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 210 巻 ( 1-2 ) 頁： 103 - 112 2023年1月
-
Meandering motions and their relation to the energy spectrum in turbulent shear flows
Wang, Y; Tsuji, Y
INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND FLUID FLOW 98 巻 2022年12月
-
Statistics of the Lagrangian Trajectories' Curvature in Thermal Counterflow
Sakaki, N; Maruyama, T; Tsuji, Y
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 208 巻 ( 5-6 ) 頁： 418 - 425 2022年9月
-
Statistical Properties of Lagrangian Trajectories of Small Particles in Superfluid <SUP>4</SUP>He
Chen, LZ; Maruyama, T; Tsuji, Y
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 208 巻 ( 5-6 ) 頁： 402 - 409 2022年9月
-
Study on the Curvature of Lagrangian Trajectories in Thermal Counterflow
Sakaki, N; Maruyama, T; Tsuji, Y
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 208 巻 ( 3-4 ) 頁： 223 - 238 2022年8月
-
Reynolds number dependence of inner peak turbulence intensity in pipe flow
Ono, M; Furuichi, N; Wada, Y; Kurihara, N; Tsuji, Y
PHYSICS OF FLUIDS 34 巻 ( 4 ) 2022年4月
-
Wada, Y; Furuichi, N; Tsuji, Y
EUROPEAN JOURNAL OF MECHANICS B-FLUIDS 91 巻 頁： 233 - 243 2022年1月
-
Correction method of measurement volume effects on time-averaged statistics for laser Doppler velocimetry 招待有り 査読有り
Yuki Wadaa, Noriyuki Furuichi, Yoshiyuki Tsuji
European Journal of Mechanics-B/Fluid 2021年10月
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Shan, F; Qin, SY; Xiao, Y; Watanabe, A; Kano, M; Zhou, FY; Liu, ZC; Liu, W; Tsuji, Y
JOURNAL OF FLUID MECHANICS 927 巻 2021年9月
-
シャント発声でボイスプロステーシス周囲に形成される流動場構造 査読有り
小迫 誠弥，平松 真理子，藤本 保志，辻 義之
日本機械学会論文集 87 巻 ( 901 ) 2021年8月
-
Advanced multi-step brazing for fabrication of a divertor heat removal component
Tokitani, M; Hamaji, Y; Hiraoka, Y; Masuzaki, S; Tamura, H; Noto, H; Tanaka, T; Tsuneyoshi, T; Tsuji, Y; Muroga, T; Sagara, A
NUCLEAR FUSION 61 巻 ( 4 ) 2021年4月
-
Yoshihashi, S; Tsuneyoshi, T; Tsuchida, K; Furuzawa, D; Honda, S; Watanabe, K; Yamazaki, A; Tsuji, Y; Hamaji, Y; Tokitani, M; Tamura, H; Sagara, A; Kiyanagi, Y; Uritani, A
JOURNAL OF INSTRUMENTATION 16 巻 ( 4 ) 2021年4月
-
Advanced Multi-Step Brazing (AMSB) for Fabrication of the Divertor Heat Removal Component 査読有り
Tokitani Masayuki, Hamaji Yukinori, Hiraoka Yutaka, Masuzaki Suguru, Tamura Hitoshi, Noto Hiroyuki, Tanaka Teruya, Tsuneyoshi Tatsuya, Tsuji Yoshiyuki, Muroga Takeo, Sagara Akio
Nucl. Fusion 61 巻 頁： 046016 2021年3月
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声帯を模したモデル下流に形成される流動場構造が発生音に与える影響 査読有り
小迫 誠弥，恒吉 達矢，辻 義之
日本機械学会論文集 87 巻 ( 893 ) 2021年1月
-
Identification of vortex structures in flow fields using tomographic PIV method
Bhatt, K; Tsuji, Y
JOURNAL OF FLUID SCIENCE AND TECHNOLOGY 16 巻 ( 3 ) 2021年
-
Effect of large-scale structures on wall shear stress fluctuations in pipe flow 査読有り
Tong, T; Bhatt, K; Tsuneyoshi, T; Tsuji, Y
PHYSICAL REVIEW FLUIDS 5 巻 ( 10 ) 頁： 104601 2020年10月
-
An experimental setup for creating and imaging 4He2* excimer cluster tracers in superfluid helium-4 via neutron-3He absorption reaction 査読有り
Rev. Sci. Instrum. 91 巻 頁： 33318 2020年4月
-
一時固着した接触線の解放時界面変形挙動のモデル化 査読有り
伊 藤 高 啓、藤 井 壮一郎、 恒 吉 達 矢、 辻 義 之、加 藤 健 司、 脇 本 辰 郎
混相流 34 巻 ( 1 ) 頁： 231 - 242 2020年4月
-
Sonnenschein, V; Tsuji, Y; Kokuryu, S; Kubo, W; Suzuki, S; Tomita, H; Kiyanagi, Y; Iguchi, T; Matsushita, T; Wada, N; Kitaguchi, M; Shimizu, HM; Hirota, K; Shinohara, T; Hiroi, K; Hayashida, H; Guo, W; Ito, D; Saito, Y
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 91 巻 ( 3 ) 2020年3月
-
Matsushita, T; Sonnenschein, V; Guo, W; Hayashida, H; Hiroi, K; Hirota, K; Iguchi, T; Ito, D; Kitaguchi, M; Kiyanagi, Y; Kokuryu, S; Kubo, W; Saito, Y; Shimizu, HM; Shinohara, T; Suzuki, S; Tomita, H; Tsuji, Y; Wada, N
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 196 巻 ( 1-2 ) 頁： 275 - 282 2019年7月
-
Statistical Properties of Small Particle Trajectories in a Fully Developed Turbulent State in He-II
Kubo, W; Tsuji, Y
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 196 巻 ( 1-2 ) 頁： 170 - 176 2019年7月
-
Spectrum in the Strong Turbulence Region of Gross-Pitaevskii Turbulence
Yoshida, K; Miura, H; Tsuji, Y
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 196 巻 ( 1-2 ) 頁： 211 - 217 2019年7月
-
Periodic Oscillation of Liquid Helium Boiling in a Narrow Rectangular Duct
Eikoku, Y; Ishida, K; Iwamoto, A; Tsuji, Y
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 196 巻 ( 1-2 ) 頁： 6 - 12 2019年7月
-
Linear Response Theory for One-Point Statistics in the Inertial Sublayer of Wall-Bounded Turbulence
Kaneda, Y; Yamamoto, Y; Tsuji, Y
PHYSICAL REVIEW LETTERS 122 巻 ( 19 ) 2019年5月
-
Linear Response Theory for One-Point Statistics in the Inertial Sublayer of Wall-Bounded Turbulence
Yukio Kaneda, Yoshinobu Yamamoto, and Yoshiyuki Tsuji
122 巻 2019年5月
-
Mehrez, A; Philip, J; Yamamoto, Y; Tsuji, Y
PHYSICAL REVIEW FLUIDS 4 巻 ( 4 ) 2019年4月
-
Mehrez, A; Yamamoto, Y; Tsuji, Y
FLUID DYNAMICS RESEARCH 51 巻 ( 1 ) 2019年2月
-
RIMS Research Project: Fluid Dynamics of Near-Wall Turbulence Preface
Fukumoto, Y; Kawahara, G; Shimizu, M; Tsuji, Y; Waleffe, F; Yamada, M
FLUID DYNAMICS RESEARCH 51 巻 ( 1 ) 2019年2月
-
Shear stress fluctuation measurements using an electrochemical method in pipe flow 査読有り
Tong TONG, Tatsuya TSUNEYOSHI and Yoshiyuki TSUJI
Journal of Fluid Science and Technology 14 巻 ( 2 ) 2019年
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せん断流中の壁面上水滴挙動の動的接触角のモデル化
佐藤 隆哉, 甲村 圭司, 大山 武士, 張 佳文, 伊藤 高啓, 辻 義之
自動車技術会論文集 50 巻 ( 3 ) 頁： 926 - 931 2019年
-
Pressure and spanwise velocity fluctuations in turbulent channel flows: Logarithmic behavior of moments and coherent structures 査読有り
Ali Mehrez, Jimmy Philip, Yoshinobu Yamamoto, and Yoshiyuki Tsuji
Physical Rev. Fluisd 4 巻 頁： 044601 2019年
-
Reynolds number dependence of turbulent structures associated with high-amplitude wall pressure peaks in channel flow 査読有り
Ali Mehrez, Yoshinobu Yamamoto and Yoshiyuki Tsuji
Fluid Dyn. Res. 51 巻 頁： 011407 2019年
-
Statistical Properties of Small Particle Trajectories in a Fully Developed Turbulent State in He-II 査読有り
Wataru Kubo and Yoshiyuki Tsuji
Journal of Low Temperature Physics 196 巻 頁： 170 - 176 2019年
-
Periodic Oscillation of Liquid Helium Boiling in a Narrow Rectangular Duct 査読有り
Y. Eikoku, K. Ishida, A. Iwamoto, Y. Tsuji
Journal of Low Temperature Physics 196 巻 頁： 6 - 12 2019年
-
Shear stress fluctuation measurements using an electrochemical method in pipe flow
Tong Tong, Tsuneyoshi Tatsuya, Tsuji Yoshiyuki
JOURNAL OF FLUID SCIENCE AND TECHNOLOGY 14 巻 ( 2 ) 2019年
-
Instantaneous mass transfer measurement and its relation to large-scale structures in pipe flow
Tong, T; Tsuneyoshi, T; Ito, T; Tsuji, Y
INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND FLUID FLOW 71 巻 頁： 160 - 169 2018年6月
-
Further experiments for mean velocity profile of pipe flow at high Reynolds number
Furuichi, N; Terao, Y; Wada, Y; Tsuji, Y
PHYSICS OF FLUIDS 30 巻 ( 5 ) 2018年5月
-
Numerical evidence of logarithmic regions in channel flow at Re<sub>τ</sub>=8000
Yamamoto, Y; Tsuji, Y
PHYSICAL REVIEW FLUIDS 3 巻 ( 1 ) 2018年1月
-
Lagrangian Trajectory of Small Particles in Superfluid He II 査読有り
Kubo, W; Tsuji, Y
JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS 187 巻 ( 5-6 ) 頁： 611 - 617 2017年6月
-
High Reynolds Number Experimental Facilities for Turbulent Pipe Flow at NMIJ
Furuichi, N; Terao, Y; Tsuji, Y
PROGRESS IN TURBULENCE VII 196 巻 頁： 95 - 100 2017年
-
On flow structures associated with large wall mass transfer coefficients in orifice flows 査読有り
Feng Shan, Zhichun Liu, Wei Liu, and Yoshiyuki Tsuji
International Journal of Heat and Mass Transfer 102 巻 頁： 1-9 2016年11月
-
Amplitude modulation of pressure in turbulent boundary layer 査読有り
Yoshiyuki Tsuji, Ivan Marusic, and Arne V. Johansson
International Journal of Heat and Fluid Flow 61 巻 頁： 2-16 2016年10月
-
90度エルボ管流れにおける物質移行係数の点電極測定および異なる伝達条件におけるスカラー輸送のLES解析 査読有り
恒吉達矢, 伊藤高啓, 辻 義之
日本機械学会論文集 82 巻 ( 834 ) 2016年
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Friction factor and mean velocity profile for pipe flow at high Reynolds numbers 査読有り
Physics of Fluids 27 巻 頁： 095108 2015年
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オリフィス下流における物質移行係数の直接測定およびLESによる乱流スカラー輸送の解析 査読有り
恒吉達矢、神谷一彰、伊藤高啓、辻 義之
日本機械学会論文集 81 巻 ( 828 ) 頁： 15-00162-15-00162 2015年
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高レイノルズ数円管流における外層領域乱流統計量に関する実験的考察 査読有り
和田 裕貴、古市 紀之、寺尾 吉哉、辻 義之
日本機械学会論文集 81 巻 ( 826 ) 頁： 15-00362 2015年
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高レイノルズ数円管流における平均速度分布型に関する実験的研究 査読有り
和田裕貴、古市紀之、寺尾吉哉、辻 義之
日本機械学会論文集 81 巻 ( 826 ) 頁： 15-00162-15-00162 2015年
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Fractality of self-grown nanostructured tungsten by He plasma irradation 査読有り
Physics letters A 378 巻 ( 34 ) 頁： 2533-2538 2014年7月
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Effects of flow field on the wall mass transfer rate behind a circular orifice in a round pipe 査読有り
Feng Shan , Atsushi Fujishiro, Tatsuya Tsuneyoshi, Yoshiyuki Tsuji
International Journal of Heat and Mass Transfer 73 巻 頁： 542-550 2014年2月
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Particle image velocimetry measurements of flow field behind a circular square-edged orifice in a round pipe 査読有り
Feng Shan, Atsushi Fujishiro, Tatsuya Tsuneyoshi, Yoshiyui Tsuji
Experiments in Fluids 54 巻 頁： 1553 2013年6月
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Pressure fluctuation in high-Reynolds-number turbulent boundary layer: results from experiments and DNS 招待有り 査読有り
13 巻 ( 50 ) 頁： 1-19 2012年11月
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Anisotropic pressure correlation spectra in turbulent shear fow 招待有り 査読有り
Yoshiyuki Tsuji and Yukio Kaneda
Journal of Fluid Mechanics 694 巻 頁： 50-77 2012年2月
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Thermal turbulence in a confinrd cell 査読有り
Fluid mechanics andits applications 101 巻 頁： 128-135 2012年
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Mean wind: Its velocity and temperature fluctuation in low-Prandtl-number thermal convection 査読有り
Tomohiro Hayakawa, and Yoshiyuki Tsuji
Physica D 239 巻 頁： 1353-1358 2010年2月
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High-Reynolds-number experiments: the challenge of understanding universality in turbulence 招待有り 査読有り
Yoshiyuki Tsuji
Fluid Dynamics Research 41 巻 頁： 064003 (17pp) 2009年12月
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流体乱流研究から診たプラズマ乱流データの解析：流体およびプラズマ乱流の普遍性
辻 義之、田中宏彦、大野哲靖
プラズマ核融合学会誌 85 巻 ( 11 ) 頁： 783-792 2009年10月
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流体乱流研究から診たプラズマ乱流データの解析：組織構造の定義とその抽出
辻 義之、田中宏彦、大野哲靖
プラズマ核融合学会誌 85 巻 ( 11 ) 頁： 774-782 2009年10月
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流体乱流研究から診たプラズマ乱流データの解析：相関とスペクトル解析
辻 義之、田中宏彦、大野哲靖
プラズマ核融合学会誌 85 巻 ( 9 ) 頁： 620-630 2009年8月
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流体乱流研究から診たプラズマ乱流データの解析：確率密度関数とその応用
辻 義之、田中宏彦、大野哲靖
核融合プラスズマ学会誌 85 巻 ( 10 ) 頁： 665-673 2009年8月
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Direct total skin-friction measurement of a flat plate in zero-pressure-gradient boundary layers 査読有り
Kiyoto Mori, Hiroki Imanishi, Yoshiyuki Tsuji1, Tomohiro Hattori, Masaharu Matsubara, Shinsuke Mochizuki, Masaru Inada, and Tadashi Kasiwagi
Fluid Dynamics Research 41 巻 頁： 021406 (19pp) 2009年3月
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*Pressure Statistics and its Scaling in High Reynolds Number Turbulent boundary Layers 査読有り
Y. TsujiJ. M. FranssonH.AlfredssonA.V. Johansson
585 巻 頁： 1-40 2007年
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乱流中の変動圧力の計測について 査読有り
辻 義之今飯田 純阿部 浩幸
日本機会学会論文集Ｂ編 2 巻 ( 719 ) 頁： 1710-1717 2006年
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エッジトーン現象によって噴流中に形成された組織構造の特徴：低圧領域と速度勾配テンソルによる構造の抽出 査読有り
河合 勇太辻 義之久木田 豊
日本機会学会論文集Ｂ編 72 巻 ( 724 ) 頁： 3058-3065 2006年
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エッジトーン現象によって噴流中に形成された組織構造の特徴 (第１報, レイノルズ応力と乱れの生成項からの考察) 査読有り
河合 勇太辻 義之久木田 豊
日本機械学會論文集Ｂ編 72 巻 ( 716 ) 頁： 915-923 2006年
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*Mean Wind in Convective Turbulence of Mercury 査読有り
Yoshiyuki TsujiTakatoshiMizunoTakashi MashikoMasaki Sano
94 巻 頁： 034501 2005年
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*Self-similar Profile ofProbability Density Functions in Zero-pressure Gradient Turbulent Boundary Layers 査読有り
Y. TsujiB. LindgrenA.V. Johansson
Fluid Dynamical Research 37 巻 頁： 293-316 2005年
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平板乱流境界層対数速度分布領域における変動速度確率密度関数の特性 第三報：対数法則領域における整構造の役割 査読有り
辻 義之宮地 圭鈴木 孝裕中村 育雄
日本機会学会論文集Ｂ編 70 巻 ( 695 ) 頁： 1679-1686 2004年
-
Universality of Probability Density Distributions in the Overlap Region in High Reynolds Number Turbulent Boundary Layers 査読有り
Lindgren, B.Johansson, A. V.Tsuji, Y.
16 巻 頁： 2587-2591 2004年
-
Instantaneous Measurement of Velocity Fields in Developed Thermal Turbulence in Mercury
69 巻 頁： 036306 2004年
-
Intermittency Effect on Energy Spectrum in High-Reynolds Number Turbulence 査読有り
Yoshiyuki Tsuji
Phys. of Fluids 16 巻 頁： 43-46 2004年
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二次元噴流と平行に置かれた平板との衝突により形成される渦構造のスケールと乱れの分布 査読有り
河合 勇太 辻 義之 久木田 豊
日本機会学会論文集Ｂ編 70 巻 ( 692 ) 頁： 935-942 2004年
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Large-scale Anisotropy Effect on Small-scale Statistics over Rough Wall Turbulent Boundary Layers 査読有り
Yoshiyuki Tsuji
Physics of Fluids 12 巻 頁： 3816-3828, 2003年
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*Similarity Scaling of Pressure Fluctuation in Turbulence 査読有り
Yoshiyuki Tsuji and Takashi Ishihara
68 巻 頁： 026309 2003年
-
平板乱流境界層対数速度分布領域における変動速度確率密度関数の特性 査読有り
辻 義之、宮地 圭、中村 育雄
日本機械学会論文集Ｂ偏 68 巻 頁： 785-792 2002年
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自由界面上のリップル形成に関する実験的研究 査読有り
辻 義之野沢 幸司関 紘介久木田 豊
日本機械学会論文集Ｂ偏 68 巻 頁： 1841-1848 2002年
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Application of Ultrasonic Velocimetory to Vortex Shedding and Empirical Eigenfunctional Analysis 査読有り
Takahiro Ito, Yoshiyuki Tsuji, Yutaka Kukita
3 巻 頁： 324-335 2001年
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*Peak Position of Dissipation Spectrum in Low Reynolds Number Turbulent Boundary Layers 査読有り
Yoshiyuki Tsuji
Physical Rev. E 59 巻 ( 6 ) 頁： 7235 1999年
-
Probability Density Function in the Log-law Region of Low Reynolds Number Turbulent Boundary Layer
Physics of Fluids 11 巻 ( 3 ) 頁： 647 1999年
-
Initial Free-Surface instabilities on High-Speed Water JetSimulating Liquid-Metal Target
Fusion Technology 36 巻 頁： 69 1999年
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Interface Waves Excited by Vertical Vibration of StratifiedFluids in a Circular Cylinder
Journal of Nuclear Science and Technology 36 巻 ( 6 ) 頁： 508 1999年
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Fractal Analysis of a Circulating Flow Field with Two Different Velocity Laws
European Journal of Mech., B/Fluids 18 巻 頁： 959 1999年
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On the Intermittency Feature of Shear Stress Fluctuation in High-Reynolds Number Turbulence
Physics of Fluids 11 巻 ( 10 ) 頁： 3017 1999年
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高レイノルズ乱流における縦方向速度構造関数
56 巻 頁： R4928 1998年
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On the Intermittency Feature od Shear Stress Fluctuation in Turbulence
Journal of Physical Society of Japan 67 巻 ( 4 ) 頁： 1234 1998年
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乱流場におけるせん断力変動の間欠性
67 巻 ( 4 ) 頁： 1234 1998年
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水平矩形グクト内波状流における気液界面せん断応力に関する実験的研究
日本原子力学会誌 39 巻 ( 8 ) 頁： 57 1997年
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平板乱流境界層対数速度分布領域における変動速度確率密度関数の特性
日本機会学会論文集(B編) 63 巻 ( 613 ) 頁： 2977 1997年
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Transverse Structure Functions in High Reynolds Number Turbulence
Physical Rev. E 56 巻 頁： R4298 1997年
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平板乱流境界層対数速度分布領域における変動速度確率密度関数の特性
日本機会学会論文集（Ｂ編） 63 巻 ( 613 ) 頁： 75 1997年
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PIUS型原子炉の炉停止と立ち上げにおける並列ループの適用
34 巻 ( 11 ) 頁： 1067 1997年
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中性子ラジオグラフィーによるヒートパイプ内対向二相流の可視化と相関解析
377 巻 頁： 148 1996年
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非整数ブラウン運動による乱流速度の表現
日本機械学会論文集(B編) 61 巻 ( 588 ) 頁： 2861 1995年
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壁乱流における組織講造に関するいくつかの進展について
38 巻 ( 1 ) 頁： 335 1995年
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乱流境界層における等速度点集合のフラクタル性とバースト現象との関連
6 巻 ( 10 ) 頁： 3429 1994年
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乱流境界層における等速度点集合のフラクタル性
36 巻 ( 1 ) 頁： 93 1993年
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乱流境界層におけるバースト現象のフラクタル分布
8 巻 頁： 119-131 1993年
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空間相関に基づくKarhunen-Lo(]E85EE[)ve展開を用いた乱流境界層中の整構造解析
流体熱工学研究 28 巻 ( 1 ) 頁： 27 1993年
-
乱流境界層における等速度点集合のフラクタル性第2報:レイノルズ応力と関連
日本機械学会論文集(B編) 58 巻 ( 547 ) 頁： 706 1992年
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Study on dynamical properties of intermitteeut phenomena in turbuleut boundary layer
Yoshiyuki Tsuji, Katsuya Honda, Ikuo Nakamura, and Shinichi Sato
Journal of physical society of Japan 61 巻 頁： 10-14 1992年
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乱流境界層における等速度点集合のフラクタル性第3報:バーストの関連
日本機械学会論文集(B編) 58 巻 ( 553 ) 頁： 2722 1992年
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Is intermittent motion of outer flow in the turbulent boundary Layer deterministic chaos? 査読有り
Yoshiyuki Tsuji, Katsuya Honda, Ikuo Nakamura,and Shinichi Sato
Physics of Fluids A 3 巻 ( 8 ) 頁： 1941-1946 1991年8月
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乱流境界層における等速度点集合のフラクタル性
辻 義之、中村育雄
日本機械学会論文集(B編) 57 巻 ( 540 ) 頁： 2554 1991年
講演・口頭発表等 13
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量子流体乱流のスペクトル
吉田 恭、三浦英昭、辻 義之
京大 数理解析研究所 共同研究 (公開型)、「乱流の普遍性：空間次元依存性」 2021年3月8日
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T字管合流部における流れ加速型腐食に関する物質輸送のLES
小林 篤史，恒吉 達矢，辻 義之
第34回 数値流体シンポジウム（CFD34） 2020年12月23日
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機械学習による発達乱流場における速度欠損データの予測手法の確立
櫻井 雄基，恒吉 達矢，辻 義之
日本原子力学会中部支部 第 52 回研究発表会 2020年12月17日
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流れ加速型腐食による配管減肉予測のための電気化学的計測手法を用いた物質伝達計測に関する研究
髙垣 連、恒吉 達矢、辻 義之
日本原子力学会中部支部 第 52 回研究発表会 2020年12月18日
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一様等方乱流場に局在する流れの PIV 計測
小栗 功聖，恒吉 達矢，辻 義之
日本原子力学会中部支部 第 52 回研究発表会 2020年12月17日
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超流動ヘリウム流動場における量子渦の可視化に関する研究
上㙒 直紀，脇 慎一郎，恒吉 達矢，辻 義之
日本原子力学会中部支部 第 52 回研究発表会 2020年12月17日
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非一様な熱カウンター流に追従する微小粒子の速度分布に関する研究
陳 麗竹，丸山 巧，恒吉 達矢，辻 義之
日本機械学会第98期工学部門講演会、日本機械学会（オンライン開催） 2020年11月11日
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On the propagation of the pressure fluctuations in turbulent channels at high Reynolds numbers
Ali MEHREZ, Yoshinobu YAMAMOTO ,Yoshiyuki TSUJI
2020年11月11日
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超流動ヘリウム内での液中放電を用いたヘリウムエキシマ生成に関する研究
脇 慎一郎，丸山 巧，鈴木 颯，Volker Sonnenchein，富田英生，辻 義之，井口哲夫
第18回日本流体力学会中部支部講演会 2020年11月7日
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Pre-multiplied Spectra of Low Reynolds Number Large Motions in Channel Flow 国際会議
Wang Yu, Akinobu Nasun, Ali Meherz, Tatsuya Tsuneyoshi, Yoshiyuki Tsuji
The 17th International Conference on Flow Dynamics （ICFD2020） 2020年10月29日
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Identification of Vortex Structures in Flow using Tomographic PIV 国際会議
Kovid Bhatt, Tong Tong（2.3.D修）, Tatsuya Tsuneyoshi, Yoshiyuki Tsuji
International Conference on Flow Dynamics （ICFD2020） 2020年10月29日
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外層の大規模スケールを考慮した壁面近傍の乱流統計量の予測モデルの構築の試み
水野 弘輝，恒吉達矢，辻 義之，山本義暢
日本流体力学会年会2020、山口大学常盤キャンパス（オンライン開催） 2020年9月18日
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チャネル及び境界層乱流におけるAM相関係数と時空間相関係数の関係
王 宇，那須野 晃伸，Ali Meherz，恒吉 達矢，辻 義之
日本機械学会2020年度年次大会、名古屋大学東山キャンパス（オンライン開催） 2020年9月14日
科研費 22
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超流動流れにおける壁乱流の普遍則の検証と古典乱流場との統一的解釈の試み
研究課題/研究課題番号：25K01154 2025年4月 - 2028年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
辻 義之
担当区分：研究代表者
配分額：17420000円 （ 直接経費：13400000円 、 間接経費：4020000円 ）
液体ヘリウム(He)は絶対温度2.17[K]において相転移をおこし、粘性の無い超流動成分が出現する。超流動成分中には循環を伴う量子渦が存在するが、渦軸まわりには粘性のあるHeを付随している。この構造は古典乱流（水や空気の流れ）中の微細渦と類似している。本研究では両者の類似性に着目し、超流動流れの乱流を古典乱流の知見を介して統一的に解釈することを目的とする。超流動風洞を用いて定常な流れを作り、画像速度計測法から変動速度を算出して速度普遍則の存在と渦の階層構造を定め、量子乱流場の特徴づけをおこなう。
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音響流放射型流場制御デバイスを用いた縦渦抑制制御による乱流抵抗低減法の研究
研究課題/研究課題番号：23K26323 2023年4月 - 2026年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
川島 英幹, 辻 義之, 新川 大治朗, 澤田 祐希, 濱田 達也
担当区分：研究分担者
船舶の船体や推進器の周りに発達する乱流境界層の中では、大規模な縦渦構造が発生し、流体抵抗や推進効率低下の原因となっている。これらの縦渦の発達を抑制することができれば、流体抵抗低減や推進効率向上が可能となる。
そこで、乱流境界層中における縦渦構造の発生を、V字電極型剪断力計により、剪断力の二次元の変動として捉えることで検知し、水中で流体を壁面から直接制御可能な音響流放射型流場制御デバイスを用いて、縦渦構造の発達の抑制する方向・速度の音響流を放射することで流体抵抗を低減する方法を研究する。
本研究は、乱流境界層中における縦渦構造の発生を、V字電極型剪断力計により、剪断力の二次元の変動として捉えることで検知し、水中で流体を壁面から直接制御可能な音響流放射型流場制御デバイスを用いて、縦渦構造の発達の抑制する方向・速度の音響流を放射する手法を研究することで、船舶の船体や推進器の周りの乱流境界層中に発生する大規模な縦渦構造の発達を抑制することにより、流体抵抗低減や推進効率向上を図ることのできる方法の開発を目的としている。
令和５年度は、渦構造抑制用音響流放射型流場制御デバイスの開発として、音響流放射型流場制御デバイスを対向して配置し、入力電力の電圧をデバイス毎に独立して制御することにより、流速、角度など所要の音響流を発生することができる渦構造抑制用音響流放射型流場制御デバイスの設計を行い、試作デバイスの製作を行った。
また乱流境界層内で発達する渦構造検知方法の研究として、音響流と同様の流れを簡便に模擬できる水流発生装置を製作し、音響流と同様に壁面に対して約３０度の水流を噴射できるようにし、その流れを対象にPIV計測、V字型剪断力計での剪断力計測を行った。製作した水流発生装置を用いて、小型流路に水を流した状態で水流を噴射すると、あたかも固体の棒状に物があるかのような流れが出現し、その両側にカルマン渦状の渦が交互に出現することが観測された。本計測の結果から、音響流放射時に励起されると考えられる渦構造と、主流中の渦構造を的確に干渉させることができれば、主流中の渦構造抑制することが可能であるという見通しが得られた。
音響流放射型流場制御デバイスを対向して配置し、入力電力の電圧をデバイス毎に独立して制御することにより、流速、角度など所要の音響流を発生することができる渦構造抑制用音響流放射型流場制御デバイスの試作デバイスを設計し、その設計を基に試作デバイスの製作を行った。現在のシステムで音響流放射デバイスを作動させるためには、高速バイポーラ電源とマルチファンクションジェネレータが必要であるが、必要な周波数帯の高速バイポーラ電源が製造中止となり、令和５年度はリースにて対応することなった。現在中古品を調達するべく探しているところである。そのような状況であるため、名古屋大学において、音響流放射デバイスを使わずにV字型電極による剪断力計測と渦探知方法の開発が可能となるように、簡易的に音響流放射を模擬できる水流装置を製作し、小型流路内での計測に使用できるようにした。その結果、主流と水流装置から噴射した水流の干渉現象をPIVにより解析することができた。このように、多少の問題は発生したが、全体として、おおむね順調に進展していると言える。
「渦構造抑制用音響流放射型流場制御デバイスの開発」音響流放射型流場制御デバイスを対向して配置し、入力電力の電圧をデバイス毎に独立して制御することにより、流速、角度など所要の音響流を発生することができる渦構造抑制用音響流放射型流場制御デバイスを開発する。開発した渦構造抑制用音響流放射型流場制御デバイスを用いて、乱流中に発生する渦構造に対して、渦の発達を抑制するよう音響流を放射し、渦構造の発達を阻害することにより抵抗の低減を図る方法を研究する。対抗配置型音響流発生装置の設計・製作をを行ったので、本装置の基本特性を計測した上、発生状況が把握しやすい翼形状に発生する渦を対象に、音響流放射により渦構造の発達を抑制する方法を検討し、音響流放射による翼端渦の抑制実験を行う。実験は小型高速流路において実施する。
「乱流境界層内で発達する渦構造検知方法の研究」乱流境界層内においてV字型電極剪断力計による二次元の剪断力の計測とPIV計測を同時に行う事により、乱流境界層中で縦渦構造が発達する時に、壁面上の剪断力がどのように変化するか調査する。実験は小型流路において行う。水流装置を用いて、噴流と主流の干渉現象の基本特性を把握する。続いて比較的渦構造の発達状況が把握し易い翼形状に発生する渦等を対象に、渦構造の発達と剪断力の変化の関係を明らかにする。そして平面上で発達する乱流境界層内における縦渦構造渦の発生と剪断力の二次元の変動の関係を明らかにする。小型流路での実験で取得した剪断力の変動データと渦構造の発生状況の関係を機械学習により評価し、剪断力の変化から大規模渦構造の発生を予想できるようにする。「渦構造抑制制御による乱流抵抗低減法の開発」これらの成果を統合し、剪断力の計測により検知した縦渦構造に対して、所要の音響流を放射し、その発達を抑制することにより抵抗低減を図る流場制御システムを開発する。 -
研究課題/研究課題番号：22K18768 2022年6月 - 2025年3月
科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
辻 義之
担当区分：研究代表者
配分額：6370000円 （ 直接経費：4900000円 、 間接経費：1470000円 ）
量子乱流場は、超流動と常流動成分が混在する複雑乱流場である。常流動成分は水や空気の流れと同様に粘性乱流としてふるまい、乱流中には微細な渦構造(乱流渦)が存在する。一方、超流動成分中にも量子渦と呼ばれる旋回を伴う渦構造が存在する。本研究では、新たな可視化粒子としてヘリウムエキシマを用いる。エキシマはヘリウム原子に電子を衝突させることで電荷を持たせ、別のヘリウム原子と結合した状態である。エキシマの生成には放射線（中性子、ガンマ線）及びプラズマ発光を利用する。エキシマによる流動場可視化と量子渦の運動を定量化することで複雑乱流の新たな知見を得ることを目的とする。
大強度陽子加速器施設(J-PARK)において、液体ヘリウムに中性子を照射させ、ヘリウムエキシマの生成実験をおこなった。三重断熱構造のクライオスタットにヘリウムを収め、減圧することでλ点(2.17K)以下に設定した。中性子を照射することで生成されたヘリウムエキシマをパルスレーザー(905nm)により励起状態として、その発光を観測することに成功した。発光は極めて微弱であるため、新たにイメージインテンシファイアを設置して輝度を増幅し、加えて高感度カメラでの計測をおこなった。
パルスレーザーの発振周波数を撮像系（イメージインテンシファイア＋高感度カメラ）と同期することでエキシマ発光を効率的に撮像した。また、昨年度までの研究から、レーザー照射からエキシマ発光まで微小な時間差があるため、その時間差を撮像系に加味することで、発光強度の高い画像が撮影できた。高感度カメラの輝度が飽和しないように事前の調整をおこなう必要があった。
ヘリウムエキシマは、クラスター構造を形成することが予想されており、その大きさは100μm程度である。本研究では、可視化画像の解析から同程度の大きさを持つ発光領域を観察できており、クラスター構造が中性子照射によって形成されることを初めて確認できた。今後は、発光領域の大きさの頻度分布、その継続時間を定量的に解析する必要がある。エキシマの発光時間は、脱励起過程が効率的におこなえれば10秒程度と見積もられており、時間的減衰の過程も調べる予定である。
データ解析の方法について、クラスター構造を時間・空間で検出するアルゴリズムを開発している。ほぼ完成しているが、より定量的な基準を策定する予定である。
中性子照射により励起されたヘリウムはエキシマ構造を持ち、特定の波長で励起することでエネルギー準位をあげ、その後、発光することを確認できた。しかし、発光は散乱角を考慮すると、特定方向に設置したカメラで継続的に計測できるわけではない。発光をくり返すエキシマの発光強度の時間的減衰を調べることで、エキシマが生成される頻度を算定する。エキシマクラスターが、空間内をどの様に移動するのかを定量的にしらべ、移動速度とクラスター形状の変化を調べる予定である。エキシマクラスター構造の発生する兆候を明らかにしたい。 -
研究課題/研究課題番号：22H01404 2022年4月 - 2025年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
古市 紀之, 辻 義之, 経田 僚昭, 小野 満里絵
担当区分：研究分担者
本研究においては、高レイノルズ数壁乱流のうち円管乱流における平均速度分布と乱流強度分布のスケーリング則の確立、すなわちその普遍性を明らかにすることを目指す。スケーリング則の確立のためには、各レイヤーにおける流動構造を明確にする必要があるが、１点の乱流統計量のみでは議論を行うことができない。そのため、本研究においては散逸率計測を行うための新たなLDVシステムの開発を行う。開発された計測手法を用い、壁面から中心にかけての乱流特性を明らかにし、その普遍的な分布を確立することを目的とする。
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研究課題/研究課題番号：23K22675 2022年4月 - 2025年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
古市 紀之, 辻 義之, 経田 僚昭, 小野 満里絵
担当区分：研究分担者
本研究においては、高レイノルズ数壁乱流のうち円管乱流における平均速度分布と乱流強度分布のスケーリング則の確立、すなわちその普遍性を明らかにすることを目指す。スケーリング則の確立のためには、各レイヤーにおける流動構造を明確にする必要があるが、１点の乱流統計量のみでは議論を行うことができない。そのため、本研究においては散逸率計測を行うための新たなLDVシステムの開発を行う。開発された計測手法を用い、壁面から中心にかけての乱流特性を明らかにし、その普遍的な分布を確立することを目的とする。
今年度は2台のLDVによる2点同時計測について、トラバース装置の導入により高度化を実施したうえで、前年度実施の円管内高レイノルズ数流れにおける移流速度および散逸率に関する計測を実施した。低速流と高速流に対して速度場を再構築し移流速度を求める手法の他、Waveletにより得られたスペクトルによる相関から移流速度を求める手法を提案した。Waveletにおいては、VLSMと呼ばれる大規模構造とLSMと呼ばれる構造を明確に分離することができ、それぞれの構造に遅れ時間を明確に与えることができる。また、平均の移流速度については、対数領域のほぼ中間において顕著に異なることを明らかにした。対数領域中間より壁面寄りでは一定速度、それより外側ではほぼ平均速度と同一となる。対数領域における構造がその中間領域を境に異なることを示している。
散逸率の計測については、2点間の距離を極めて小さくすることにより速度勾配を計測し、その値の算出を試みている。現在のところ、時間分解能の設定と測定位置によりその値が異なり、正確な計測ができていないものと考えらえれる。特に、測定位置については、トラバース装置の設定が不十分であり、散逸率を計測するために十分な精度を有する位置情報となり得ていない点が問題となっている。また、測定線をクロスするCross-Line Multi-point LDVについては、現在開発を継続中であり、完成には至っていない。次年度においては、散逸率計測の達成に向けた研究を進める。
散逸率計測に及んでいない点については、目標に届いていないが、問題点の抽出も行っており、また、移流速度の詳細な計測から乱流強度分布における普遍的な構造へのアプローチも進んでいる。その点からは概ね順調に進展していると言える。
2024年度においては、まず散逸率の計測にあたり、2点計測における流れ方向成分の速度勾配の計測を高い時間分解能において実施することを目指す。このことは、特に2点計測におけるLDVの測定部の位置決めが大きく影響することが明らかになっている。新たに導入したトラバース装置の設定をより綿密に可能なようにし、測定位置を散逸率計測が可能になるように調整する。また、Cross-Line Multi-point LDVを完成させ、チャネルにおける計測を進めることとする。 -
音響流放射を用いた乱流変動抑制による乱流摩擦抵抗低減法の研究
研究課題/研究課題番号：20H02379 2020年4月 - 2023年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
川島 英幹, 辻 義之
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
（ 直接経費：450000円 、 間接経費：37800円 ）
壁面の接線方向に近い角度で音響流を放射することで、境界層内の流速を制御できる音響流放射型流場制御デバイスと、流体による壁面の剪断力を電流として計測できる電極型剪断力計測器を組み合わせると、乱流境界層中の流場の変動を電極型剪断力計測器で検知し、その変動を緩和する速度の音響流を、音響流放射型流場制御デバイスから放射することにより、乱流境界層内の流場の変動を抑制し乱流摩擦抵抗を低減する制御が可能となる。そこで、乱流境界層における剪断力の変動の基本特性や、音響流放射時の流場への影響等の計測も行い、電極型剪断力計測器と音響流放射型流場制御デバイスとを組み合わせた能動型乱流場抑制制御システムの開発を行う。
圧電材料に水の音速に近似した表面波音速を持つBGOを採用し、単方向型櫛歯回路を採用することで、音響流を壁面から約30度の角度でほぼ一方向に放射できる音響流放射型流場制御デバイスと、電極を矩形に形成し、V字型に配置することで、剪断力の絶対値だけで無く剪断力の方向も評価することができるV字電極型剪断力計を開発した。
これらを組み合わせてチャネル流内において流場制御実験を行った。音響流放射型流場制御デバイスの上下流側にV字型電極剪断力計を設置し、流場制御時の剪断力を計測した。音響流放射型流場制御デバイスの上流側、下流側両方で剪断力が減少するケースがあり、流場制御により抵抗低減が図れることが確認された。
開発した音響流型流場制御デバイスは、壁面に対して30°以下の放射角の音響流をほぼ一方向に放射可能で、流速を入力電圧で制御可能な、流場制御に適した特性を持っている。現在、水中において可動部分無しで壁面から直接流体を制御できるデバイスは実用化されていないため、極めて独自性の高い有用な装置である。
また開発したV字型電極剪断力計は、壁面上の剪断力の絶対量だけでなく方向も瞬時値として計測することができる画期的な装置である。
さらに両者を組み合わせたシステム試験により、チャンネル流れにおいて抵抗低減を示す結果が得られ、水中での乱流摩擦抵抗低減実現の道筋を開くことができた。 -
高レイノルズ数円管乱流の摩擦損失係数と普遍的速度分布型の確立のための国際共同研究
研究課題/研究課題番号：19KK0098 2019年10月 - 2024年3月
科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
古市 紀之, 辻 義之, 経田 僚昭, 和田 裕貴, 小野 満里絵
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
（ 直接経費：50000円 、 間接経費：42000円 ）
本研究においては、独PTBの研究グループと、高分解能や多点面計測といった高機能付加されたLDVを用いて、高レイノルズ数円管乱流における管摩擦係数と平均速度分布型を確定するための国際共同研究である。異なる二つの設備における実験結果から、円管流における管摩擦係数の値や対数速度分布則におけるカルマン定数の普遍的な値を検証し、確定することを主目的とする。
高レイノルズ数円管乱流における管摩擦係数および平均速度分布の普遍性を明らかにするために、ドイツPTB(Physikalisch-Technische Bundesanstalt)との国際共同研究を実施した。管摩擦係数および平均速度分布の計測の結果、両者において非常に高い一致性を得ることに成功した。この結果、円管流れにおける管摩擦係数の普遍的な値と平均速度分布の普遍的な分布形を明らかにすることができた。また、先行研究におけるSuperpipeの値に関して、その物理的理由がWakeにおける速度分布にあることを明らかにすることができた。
本研究成果は、これまでに混沌としていた高レイノルズ数円管流れにおける管摩擦係数や平均速度分布の普遍性について、高精度な実験結果に基づいて明らかにすることができている。このことは、壁乱流における理論の構築や、数値計算におけるモデルの構築に対して非常に有用である。また、高レイノルズ数における普遍性の存在に近づくことができたことは、学術的な意義が高いものといえる。 -
研究課題/研究課題番号：19H00641 2019年4月 - 2024年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
木村 芳文, 辻 義之, 藤原 宏志, 金田 行雄, 坂上 貴之, 松本 剛
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
（ 直接経費：250000円 ）
流体方程式の適切性/特異性の解明は流体方程式の数値解析の理論的裏付けとして多くの分野にまたがる基礎的な問題である一方，流体の最大の未解決問題である乱流の理解と制御に決定的な役割を果たすことから数学のミレニアム問題の一つにも挙げられている大問題である．本研究課題は渦運動の視点から流体方程式の特異性とそれに関わる乱流の統計性の問題を戦略的に研究することを目的としており，理論・モデル解析と大規模数値解析を融合させることによってこれまでの特異点探索における困難を克服し，乱流の解明と制御への筋道をつけるとともにミレニアム問題の解決に導くブレークスルーの達成を目指している．
流体方程式の適切性/特異性の解明は流体方程式の数値解析の理論的裏付けとして多くの分野にまたがる基礎的な問題である一方，流体の最大の未解決問題である乱流の理解と制御に決定的な役割を果たすことから数学のミレニアム問題の一つにも挙げられている大問題である．本研究課題は 渦運動の視点から流体方程式の特異性とそれに関わる乱流の統計性の問題を戦略的に研究することを目的としている．学術的な「問い」として（１）流体方程式の特異性を正確に捉えるための方法論，（２）乱流中の渦フィラメントの安定化問題，（３）渦リコネクションにおける特異点の正則化問題，（４）渦フィラメントの特異性と乱流の統計性の問題，（５）渦フィラメントの相互作用についてのリモートセンシングを掲げ， 理論・モデル解析と大規模数値解析を融合させることによってこれまでの特異点探索における困難を克服し，これらの「問い」に答えることを目的とし．この解決によって乱流の解明と制御への筋道をつけるとともにミレニアム問題の解決に導くブレークスルーの達成を目指している．
前年度に引き続き，P.J.Morrison教授（テキサス大学オースティン校）との共同研究を進展させ，Moffatt & Kimura (2019a）で与えられた力学系の非粘性極限の解析を拡張されたHamiltonianを用いて行った．Moffatt & Kimura (2019a）の非粘性極限は３つの変数に対する３つの非線形方程式で与えられるが、その解は拡張されたHamilton, Hとそれとは独立な不変量, Cで表される２つの曲面の交線として与えられる．特にH=0, C=0 の交線はJean Leray によって解析されたNavier-Stokes 方程式の特異解と同様のスケーリング則を与えることが分かり，本年度はその特異解の安定性の議論を行い，アメリカ物理学会で発表した．
Moffatt & Kimura (2019a)で得られた力学系が粘性が０の場合に拡張されたHamiltonianで記述でき、さらに力学系がHamiltonianと独立な不変量を持つことは問題の拡張として非常に重要な発見であり、特に粘性が存在するNavier-Stokes方程式における解の振る舞いを解析する上で様々な示唆を与える可能性を示した大きな進展であると考える．
特異性をもつ力学系が（拡張された）Hamilton 力学系として記述できることは大変新しい視点を与える．何故ならば特異性の出現が幾何学的構造を保って実現される例が与えられるからである．これは多くの間欠的でありかつ極端な事象を解析する上で重要なモデルケースとなることが期待され，今後の進展が興味深いものになることを示していると考える．以上の理由により区分は「(2) おおむね順調に進展している。」とした．
これまでの成果を踏まえて，P.J.Morrison教授との共同研究を推進し，非粘性の場合に対応する拡張されたHamiltonian系の解析を進める．特にH=0, C=0 の場合のLeray スケール解についての解析を完成させ公表することを目指す．さらに以下の内容について考察を進める．（１）分担者の藤原氏との共同研究でBioto-Savart 法を用いての渦フィラメント系の運動方程式の正則化についての議論を進め古典的なRosenhead による正則化法のもつ問題を明らかにする．この問題は．Moffatt & Kimura (2019a) の力学系による予測とDNSを用いての数値解析との差異を説明する上で重要な示唆を与えると考える．この問題を受けて（２）Navier-Stokes方程式のDNSコードの改良を行い，渦度の大きさに応じてのアダプティブなメッシュ間隔が実現できるようなスキームの構築を目指し，力学系モデ
ルとDNSの結果の乖離の解決を図る．（３）Moffatt & Kimura (2019a,b)の力学系の解に対応して２つの傾渦輪がリコネクション時に生成する渦音の音圧をLighthill の理論をもとにMohring の解析を参考にして考察する．（４）Buntine & Pullin (1989) によるBurgers 渦のシミュレーションコードを再構築し渦リコネクションに対する局所問題を再考する． -
研究課題/研究課題番号：19H00747 2019年4月 - 2023年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
辻 義之, 山本 義暢
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：44070000円 （ 直接経費：33900000円 、 間接経費：10170000円 ）
液体ヘリウムは絶対温度2.17Kにおいて、その粘性が消失する超流動ヘリウム(HeII)へと相転移する。HeIIでは量子渦が複雑に絡み合うタングルが形成され、発達乱流場の普遍的性質を内在すると考えられる。微細粒子を用いた速度場のラグランジュ計測から、量子乱流場の普遍法則（Kolmogorov則や対数法則）を検証するとともに、その普遍性が成立する背景を量子渦の自己組織化を介して明らかにする。水や空気など古典乱流がそなえるリチャードソン・カスケードと比較することで、運動量やエネルギー輸送をになう物理機構を解き明かし、広く複雑乱流の普遍性を理解することを目的とする。
超流動乱流場において速度三成分の時系列データの計測を三次元空間で取得できるシステムを構築した。流動場の空間微分から速度勾配テンソルを算出し、その第二普遍量（Q値）から渦構造・渦層を抽出した。超流動乱流中の固体粒子のラグランジュ軌道の曲率を調べ、その確率分布は古典流体と類似する。しかし、二次元と三次元では異なる分布形状を示すことを明らかにした。個体粒子と量子渦の干渉は、軌道曲率によって識別できる。量子渦の渦間距離が、粒子軌道の時間分散とハースト指数に関連することを見い出した。超流動場の新しい可視化粒子として、ヘリウムエキシマの生成を液中放電により実施し、その有効性を確認した。
量子乱流における流動の特性を古典乱流場で用いられた統計的手法により解析することで、広く乱流の特性を理解できる道筋を示せた。流体乱流の普遍的理解に貢献できるものと考えている。ヘリウムの流動特性を理解することは、ヘリウムを用いた冷却技術の改善にも寄与することが期待される。核融合炉における超電導マグネット、量子コンピュータの基盤冷却など繊細な部位の効率的な熱除去には、量子乱流の特性を理解することが不可欠である。本研究での成果は、それらの技術開発に貢献できる。 -
量子乱流場の三次元渦構造の可視化とラグランジュ速度の計測
研究課題/研究課題番号：16K14158 2016年4月 - 2018年3月
辻 義之
担当区分：研究代表者
配分額：3510000円 （ 直接経費：2700000円 、 間接経費：810000円 ）
超流動場の可視化のために，低温デュアーを取り囲む複数台のカメラ配置を実装できる体系を構築した．粒子位置とその大きさを算出する計算アルゴリズムを構築した．高速度カメラで撮影をした画像を時系列で解析をして，４時刻以上の粒子位置を追跡することで，ラグランジュ速度，加速度の算出をおこなった．量子渦と微粒子の相互作用から粒子軌道が特異な形状を示すことが観測された．つまり，ラグランジュ速度と加速度を算出することで，量子渦タングルの渦間距離を見積もる指標を提示できることが分かった．熱対向流下において，加熱するパワーを調整して流動状況を変化させ，その速度分布，加速度分布形状の変化を体系的に調査した．
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超流動乱流における量子渦の可視化と普遍的エネルギースペクトルの解明
2015年4月 - 現在
科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究代表者
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高レイノルズ数円管流れにおける摩擦損失係数の定式化と普遍速度分布に関する研究
研究課題/研究課題番号：15H03923 2015年4月 - 2018年3月
古市 紀之
担当区分：研究分担者
高レイノルズ数円管乱流における管摩擦係数と流速分布に対する普遍性に関する研究を行った。本研究は高レイノルズ数実流試験設備を用い、流量を高精度に計測することによる摩擦速度やレイノルズ数を高精度に求めることができる点が最大の特徴である。流速分布をLDVを用いて行い、その計測結果の妥当性の検証を詳細に行った。特に、流速分布から求められる管摩擦係数と圧力勾配から実測された値が非常に良い一致を示した。この結果を元に、流速分布を対数則により現した場合の傾き（カルマン定数）を精度良く算出し、その値は0.384であった。他の壁乱流における値と非常に良い一致を示しており、壁乱流における普遍性を示すことができた。
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超流動乱流における量子渦の可視化と普遍的エネルギースペクトルの解明
研究課題/研究課題番号：15H03917 2015年4月 - 2018年3月
辻 義之
担当区分：研究代表者
配分額：16640000円 （ 直接経費：12800000円 、 間接経費：3840000円 ）
超流動乱流中の微細粒子を可視化するため，撮影カメラの光学系の改良をおこなった．その結果，３時刻以上の粒子を検出できる割合が向上し，粒子径分布の計算が文献値として既知の分布と一致するようになった．実験体系および解析プログラムの改良により，超流動乱流場の微細粒子のラグランジュ軌道の撮影をおこなった．粒子軌道に沿った速度構造関数を計算することで，そのべき指数を算出ることができた．このべき指数は，ラグランジュスペクトルのべき指数と等価である．粒子径によりこのべき指数は異なることが明らかとなった．また，粒子速度と加速度の確率密度関数から，常流動成分と超流動成分の割合が大きく影響することが明らかとなった．
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大規模数値解析による乱流中の流れ構造の動力学と異方性の解明
研究課題/研究課題番号：25247014 2013年4月 - 2018年3月
木村 芳文
担当区分：研究分担者
本研究課題は渦や波といった乱流中の流れ構造の非等方性が重要な役割を果たす宇宙・地球流体乱流に焦点をあて、大規模数値解析を用いて、流れ構造の動力学と特異性の解明を通し乱流統計理論の構築を目指すことを目的としていた。論文公表に至った主な成果としては（１）安定密度成層乱流におけるエネルギースペクトルの時間発展のメカニズムと（２）渦リコネクションにおける特異性と特徴的な幾何学的性質の抽出、が挙げられる。特に２番目の結果はClay研究所のミレニアム問題の一つであるNavier-Stokes方程式の適切性に大きく関係するものであることが分かってきた。
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中性子を用いた量子乱流渦の検出法の開発
2012年4月 - 2014年3月
科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究24656120
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超流動乱流における量子渦の可視化法の開発と圧力変動計測による乱流普遍則の解明
2011年4月 - 2014年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究代表者
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高レイノルズ数乱流境界層における圧力統計量の普遍性の解明と大規模組織構造との関連
2008年4月 - 2011年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
辻 義之
担当区分：研究代表者
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熱乱流における速度境界層の直接測定と巨視的流動パターンの解明
2006年4月 - 2008年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
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多点速度と変動圧力の同時測定に基づく乱流微細構造と普遍法則の解明
2001年4月 - 2003年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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KL展開と情報幾何学に基づく壁乱流の普遍的速度スケーリングに関する研究
1998年4月 - 2000年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
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固有安全炉における熱水力挙動およびヒートパイプによる余熱除去システムに関する研究
1996年4月 - 1998年3月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
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フラクタルブラウン運動による乱流速度場の表現
1995年4月 - 1996年3月
科学研究費補助金 奨励研究(A)07750189
担当区分：研究代表者
担当経験のある科目 (本学) 3
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力学Ⅰ
2011
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統計力学Ａ，Ｂ
2001
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エネルギーシステム工学基礎
2001