特別講義・話題提供

  講義概要

流体力学の面白さは、多様性とダイナミクスだと感じています。特に混相流や流体構造連成問題は気液界面や物体表面の動きが流体のダイナミクスを反映していて、それを目で見ることができます。その一方で流れは複雑になり、解析や予測は非常に難しいと言えます。流体方程式を離散化し、コンピュータを用いてシミュレーションするのが当たり前の時代になりましたが、混相流や流体構造連成問題は変動する気液界面や移動物体を含むため、そう簡単には行きません。講義では、（特にGPU）スパコンを使った混相流シミュレーションや流体構造連成解析の細かいところまでお話しします。

参考文献

[1] Shintaro Matsushita, Takayuki Aoki: Gas-liquid two-phase flows simulation based on weakly compressible scheme with interface-adapted AMR method, J. Comp. Phys., 445, 110605 (2021)

[2] Kai Yang, Takayuki Aoki: Weakly compressible Navier-Stokes solver based on evolving pressure projection method for two-phase flow simulations, J. Comp. Phys, 431, 110113 (2021)

[3] Seiya Watanabe, Takayuki Aoki: Large-scale flow simulations using lattice Boltzmann method with AMR following free-surface on multiple GPUs, Comp. Phys. Comm., 264, 107871 (2021)

[4] Yos Panagaman Sitompul, Takayuki Aoki: A filtered cumulant lattice Boltzmann method for violent two-phase flows, J. Comp. Phys., 390, 93-120 (2019)

講義概要

面白そうな活動だと意識しながらも、一度も参加の機会が無かった若手夏の学校から講師のお誘いをいただきました。「なぜ私に？」と思った時点で、恐らくど真ん中直球のような王道研究の話は期待されていないだろうと想像しています。これまで取り組んできた (1) 液体金属層内の熱対流[1]、(2) 円管内流れの遷移[2]、(3) 自由界面を有する回転流れ[3]および、最近取り組んでいる複雑流体のレオロジー物性評価[4]など、いくつかの研究の話にからめて、自分にしか話せないであろう、国際共同研究、「さきがけ・複雑流動」、自分が考えるこれからの流体力学研究や研究室運営などのトピックスについて、参加者の皆さんと討論しながら講演できればと考えています。

参考文献

[1] Y. Tasaka et al., “Two-dimensional oscillation of convection rolls in a finite liquid metal layer under a horizontal magnetic field,” J. Fluid Mech., 911, A19 (2021).

[2] Y. Tasaka, T. M Schneider, T. Mullin, “The Folded Edge of Turbulence in a Pipe,” Phys. Rev. Lett., 105, 174502 (2010).

[3] Y. Tasaka & M. Iima, “Surface switching statistics of rotating fluid: disk-rim gap effects,” Phys. Rev. E, 95, 043113 (2017).

[4] K. Ohie, et al., “A method for evaluating time-resolved rheological functionalities of swallowed foods,” J. Texture Studies, 53, 445-452 (2022).