石原研究室
(Ishihara Laboratory)

環境理工学部環境数理学科
環境生命科学研究科環境科学専攻人間生態学講座応用数値解析学分野

研究内容

マルチスケール・マルチフィジクス複雑流動現象の計算科学

微粒子の大気による輸送・拡散や内燃機関における高効率かつクリーンな燃焼は環境問題と関係するテーマである。 これらはマルチスケール・マルチフィジクス複雑流動現象であり, その本質的解明には乱流物理の理解が欠かせない。そこで, 乱流の信頼性の高い数値計算手法を開発し, スーパーコンピュータを用いた大規模な数値シミュレーションを行うことにより, 様々な乱流現象の計算科学的な解明を目指している。



乱流の大規模な直接数値シミュレーションで
得られた階層的な渦構造



ノルマルヘプタン(ガソリンの主な成分の一つ)の
自己着火過程の直接数値シミュレーション

大規模時系列データの数理科学的な情報縮約と可視化

大規模な数値シミュレーションで得られる膨大な時系列データから重要な情報を効率的に引き出す手法が必要となっている。 乱流現象の理解には可視化と条件付き統計解析が有効である。 パーシステント・ホモロジー解析ではスカラー場のトポロジーの時空間における「変化」を組織的に抽出可能である。 そこで, これらを融合した数理科学的な解析・可視化方法を開発し, 複雑な流動現象の理解と実問題の解決に役立てたいと考えている。



乱流境界層の直接数値シミュレーションによって
得られた乱流境界層の乱流・非乱流界面.



ノルマルヘプタンの自己着火過程の直接数値シミュレーション.
用いた温度初期条件とそのパーシステント図.

研究室紹介

流体現象、数値シミュレーション、スーパーコンピュータ、計算科学、数理科学に興味があり、計 算機を道具としてフル活用した「研究」をしてみたい人向けの新しい研究室です。

  • 流体現象を正確かつ高速にシミュレートするためのコード開発
  • 数値シミュレーションによる流体現象の解明
  • 数値計算データの数値解析・可視化による情報抽出

等、計算・数理科学の手法を駆使して、宇宙、気象、環境、工学など多様な分野に貢献する研究を行っていく予定です。

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