東北大学 大学院情報科学研究科

教 授 服部 裕司 Prof. Y. Hattori
助 教 廣田  真 Assis. Prof. M. Hirota

流動システム情報学
研究室番号:D09
Flow System Informatics

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  本研究室では流体力学の基礎研究を行っている。流動システムは、生物レベルから地球・宇宙スケールの諸現象、さらに航空宇宙、地球環境、次世代エネルギー産業などの工学応用など、幅広い分野にあらわれる。コンピュータの飛躍的な発達に伴い、流動システムの数値シミュレーション研究の応用範囲が拡大する中で、シミュレーションの精度に対する要求が高度化するのと同時に、大規模データから知見を引き出す手法に対するニーズが高まっている。これに応えるべく、本研究室では流動システムにおける普遍的な法則の発見、共通する現象の解明、さらには汎用的な手法の開発を行っている。

  (1) 数値流体力学
  • 複雑形状物体や運動/変形する物体を含む流れ、およびそれから発生する空力騒音の直接数値解法の開発
  • 魚群遊泳運動の流体力学的特性の数値シミュレーション研究
  (2) 乱流の統計的性質の解明と乱流モデルの開発
  • 統計的機械学習による新しい乱流モデルの開発
  • 乱流中の渦構造の4次元可視化と動的解析
  (3) 渦の動力学と流れの安定性解析
  • 歪んだ渦中の局所擾乱の不安定成長と乱流遷移
  • 磁気リコネクションを伴う爆発的MHD不安定性のメカニズムの解明

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図1. 歪み渦の局所擾乱による不安定化。非線形段階において渦の集中が起こっている。

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図2. 統計的機械学習によるSGS応力の推定。上図が直接数値シミュレーションの結果、下図がニューラルネットワークによる推定。両者がよく一致していることを示している。

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