2024/09/30 更新

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ウオール ダレン
WALL DARREN
WALL PATRICK DARREN
所属
工学研究院 准教授
工学府 航空宇宙工学専攻(併任)
職名
准教授
プロフィール
応用数学、力学系、流体力学について研究。特に、流体力学においてせん断ながれについて、その層流から乱流への遷移、乱流を支持するメカニズムについて調べている。 教育について、特に数学科目を担当する。 それから、大学の国際化についても活躍する。
外部リンク

学位

  • Ph. D. (数学)

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 1)流体力学において、せん断ながれの遷移、乱流のメカニズム 2)弾性により、wire fragmentationという現象を調べる 3)放物型偏微分方程式の数値計算について交互方向陰解法

    研究キーワード: 力学系、分岐、乱流、チャンネル流れ、境界層流れ、交互方向陰解法、スペクトル解法

    研究期間: 2018年4月

論文

  • Onset of vortex structures in rotating plane Couette flow 招待 査読 国際誌

    Masato Nagata Baofang Song Darren P. Wall

    JOURNAL OF FLUID MECHANICS   918   2021年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Two new flows, a tilted-vortex flow and a periodic-vortex flow, are found numerically at the onset of instability in rotating plane Couette flow (RPCF). It has hitherto been believed that the first few bifurcation sequences from the laminar state are quite well understood, namely, that a streamwise-independent flow with a two-dimensional roll-cell (2dRC) structure bifurcates first, followed by the bifurcation of a wavy-vortex flow (WVF). The present study shows that the 2dRC is, in fact, unstable from its onset, and that the newly found tilted-vortex flow takes over in place of 2dRC. It is further found that the periodic-vortex flow takes part in the early stages of laminar–turbulent transition. The existence of the new flows can be verified by careful examinations of the experimental observations in Hiwatashi et al. (Phys. Fluids, vol. 19, 2007, 048103) and Kawata & Alfredsson (J. Fluid Mech., vol. 791, 2016, 191–213).

    DOI: 10.1017/jfm.2021.283

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/7236444

  • Exact coherent states in channel flow 査読 国際誌

    WALL, D. P. & NAGATA, M.

    J. Fluid Mech.   788   444 - 468   2016年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Three spatially extended travelling wave exact coherent states, together with one
    spanwise-localised state, are presented for channel flow. Two of the extended flows
    are derived by homotopy from solutions to the problem of channel flow subject
    to a spanwise rotation investigated by Wall & Nagata (J. Fluid Mech., vol. 727,
    2013, pp. 523–581). Both these flows are asymmetric with respect to the channel
    centreplane, and feature streaky structures in streamwise velocity flanked by staggered
    vortical structures. One of these flows features two streak/vortex systems per spanwise
    wavelength, while the other features one such system. The former substantially
    reduces the value of the lowest Reynolds number at which channel flow solutions
    ,other than the basic flow, are known to exist down to 665. The third flow has, in
    contrast, half-turn rotational symmetry about a streamwise axis through a point on the
    channel centreplane, and is found to be the flow from which one of the asymmetric
    flows bifurcates in a symmetry-breaking bifurcation. This flow is found to exist on an
    isolated bifurcation branch, whose upper and lower branches both lie on the boundary
    basin separating initial conditions that lead to turbulent events, and those that directly
    decay back to laminar flow. The structure of this flow, in which the disturbance to
    the basic flow is concentrated in a core region in a spanwise period, allowed the
    derivation of a corresponding spanwise-localised flow, which is also discussed.

    DOI: 10.1017/jfm.2015.685

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/7236476

講演・口頭発表等

  • Transition in rotating plane Couette flow 国際会議

    MASATO NAGATA, BAOFONG SONG, D. P. WALL

    Proc. of the 17th European Turbulence Conference  2019年9月 

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    開催年月日: 2020年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Torino   国名:イタリア共和国  

  • Bifurcation in rotating plane Couette flow 国際会議

    MASATO NAGATA, BAOFONG SONG, D. P. WALL

    Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics Association  2019年7月 

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    開催年月日: 2020年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Limerick   国名:アイルランド  

    The problem of transition from laminar flow to turbulence in plane Couette flow subject to a span-wise system rotation is considered, where the fluid motion is governed by two non-dimensional parameters, R (shear-induced Reynolds number) and Ω (system rotation rate). This system has long been serving as a testing ground for comparing experimental and theoretical results towards understanding mechanisms of transition in fluid dynamics. It is believed that the basic laminar state first loses stability to stream-wise independent disturbances with increasing R and/or Ω, resulting in the onset of a secondary flow with a stream-wise independent roll-cell structure (TV1), followed by successive supercritical bifurcations originating from three-dimensional instabilities of TV1. In the present paper, we re-examine this seemingly well-known instability property of TV1, especially for small R, and find some unexpected result. We shall demonstrate that the solution branch for a three-dimensional tertiary flow with small stream-wise wavenumbers resulting from the afore-mentioned secondary instability connects with the so-called Ribbon flow, which is composed of two tilted vortex flows, elongated in the stream-wise direction with the same but opposite tilted angles. Similar to TV1 this Ribbon flow bifurcates from the laminar basic state, and we find the bifurcation point coincides with that of TV1 in the limit of vanishing stream-wise wavenumber. Thus, the stream-wise independent secondary flow, TV1, becomes unstable to disturbances with small stream-wise wavenumbers as soon as it bifurcates from the basic state, and so no stable stream-wise independent roll-cell structures can exist. We conclude that the roll-cells, which are observed in experiments as the secondary flow, might actually be a three-dimensional tilted vortex flow with long stream-wise wave lengths, which exists intrinsically, being independent of the different types of boundary condition at the sides in experiments.

  • Transition in Rotating Plane Couette Flow, Revisited 国際会議

    MASATO NAGATA, BAOFONG SONG, D. P. WALL

    International Union of Theoretical and Applied Mechanics (IUTAM)  2019年9月 

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    開催年月日: 2020年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Imperial College, London   国名:グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)  

  • Secondary instability of rotating plane Couette flow revisited 国際会議

    M. Nagata D. Wall T. Noguchi

    12th European Fluid Mechanics Conference  2018年9月 

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    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:英語  

    開催地:Vienna   国名:オーストリア共和国  

  • BIFURCATION IN ROTATING PLANE COUETTE FLOW REVISITED 国際会議

    B. Song D. P. Wall M. Nagata

    European mechanics Society (Euromech) Colloquium 598  2018年8月 

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    開催年月日: 2018年8月

    記述言語:英語  

    開催地:Imperial College, London   国名:グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)  

  • Bifurcation in rotating plane Couette flow revisited 国際会議

    M. Nagata D. P. Wall T. Noguchi

    20th International Couette Taylor Workshop  2018年7月 

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    開催年月日: 2018年7月

    記述言語:英語  

    国名:フランス共和国  

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/7236477

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所属学協会

  • 日本数学会

  • 日本応用数理学会

  • 日本流体力学会

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • The strato-rotational instability of channel flows

    研究課題/領域番号:21K03878  2021年 - 2023年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • Exact coherent states in channel flow

    研究課題/領域番号:18K03951  2018年 - 2020年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

教育活動概要

  • 教育活動は主には数学と国際化に関する授業にわからっている。
    数学科目:
    (1年生)微分積分I,II,III,IV
    (2年生)流体力学II
    (3年生)数学的な工学
    (3年生)Aeronautical Engineering I
    (3年生)専門英語
    (修士生)力学系への入門
    国際化にかんする科目
    Q2PEC準備講義
    ELEP準備講義

    その他:
    来年度のための「世界最先端大学オンライン学習プログラム」を
    作成中

担当授業科目

  • Calculus Ⅱ

    2023年12月 - 2024年2月   冬学期

  • (IUPE)Engineering Mathematics II

    2023年12月 - 2024年2月   冬学期

  • 動的システム入門

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • Calculus Ⅰ

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • (IUPE)Engineering Mathematics I

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • (IUPE)Aerospace Engineering IA

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

  • (IUPE)Fluid Mechanics ⅡB

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • Calculus Ⅳ

    2023年6月 - 2023年8月   夏学期

  • (IUPE)Fluid Mechanics ⅡA

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • Calculus Ⅲ

    2023年4月 - 2023年6月   春学期

  • (IUPE)Engineering Mathematics II

    2022年12月 - 2023年2月   冬学期

  • Calculus Ⅱ

    2022年12月 - 2023年2月   冬学期

  • Introduction to Dynamical Systems

    2022年10月 - 2023年3月   後期

  • 動的システム入門

    2022年10月 - 2023年3月   後期

  • 動的システム序論

    2022年10月 - 2023年3月   後期

  • Calculus Ⅰ

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • Calculus Ⅰ

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • (IUPE)Aerospace Engineering IA

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • (IUPE)Aerospace Engineering IB

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • (IUPE)Engineering Mathematics I

    2022年10月 - 2022年12月   秋学期

  • (IUPE)Fluid Mechanics ⅡB

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • Calculus Ⅳ

    2022年6月 - 2022年8月   夏学期

  • (IUPE)Fluid Mechanics ⅡA

    2022年4月 - 2022年6月   春学期

  • Calculus Ⅲ

    2022年4月 - 2022年6月   春学期

  • (IUPE)Engineering Mathematics II

    2021年12月 - 2022年2月   冬学期

  • Calculus Ⅱ

    2021年12月 - 2022年2月   冬学期

  • 動的システム入門

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • Introduction to Dynamical Systems

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • 専門英語

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • Introduction to dynamical systems

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • 専門英語

    2021年10月 - 2022年3月   後期

  • (IUPE)Aerospace Engineering IA

    2021年10月 - 2021年12月   秋学期

  • (IUPE)Aerospace Engineering IB

    2021年10月 - 2021年12月   秋学期

  • (IUPE)Aerospace Engineering I

    2021年10月 - 2021年12月   秋学期

  • (IUPE)Engineering Mathematics I

    2021年10月 - 2021年12月   秋学期

  • Calculus Ⅰ

    2021年10月 - 2021年12月   秋学期

  • (IUPE)Fluid Mechanics ⅡB

    2021年6月 - 2021年8月   夏学期

  • Calculus Ⅳ

    2021年6月 - 2021年8月   夏学期

  • (IUPE)Fluid Mechanics ⅡA

    2021年4月 - 2021年6月   春学期

  • Calculus Ⅲ

    2021年4月 - 2021年6月   春学期

  • (IUPE)Engineering Mathematics II

    2020年12月 - 2021年2月   冬学期

  • Calculus Ⅱ

    2020年12月 - 2021年2月   冬学期

  • Aerospace Engineering IB

    2020年12月 - 2021年2月   冬学期

  • (IUPE)Aerospace Engineering IB

    2020年10月 - 2020年12月   秋学期

  • (IUPE)Aerospace Engineering I

    2020年10月 - 2020年12月   秋学期

  • (IUPE)Engineering Mathematics I

    2020年10月 - 2020年12月   秋学期

  • Calculus Ⅰ

    2020年10月 - 2020年12月   秋学期

  • (IUPE)Aerospace Engineering IA

    2020年10月 - 2020年12月   秋学期

  • Calculus Ⅳ

    2020年6月 - 2020年8月   夏学期

  • (IUPE)Fluid Mechanics ⅡB

    2020年6月 - 2020年8月   夏学期

  • Calculus Ⅲ

    2020年4月 - 2020年6月   春学期

  • (IUPE)Fluid Mechanics ⅡA

    2020年4月 - 2020年6月   春学期

  • Calculus Ⅱ

    2019年12月 - 2020年2月   冬学期

  • Calculus Ⅱ

    2019年12月 - 2020年2月   冬学期

  • (IUPE)Eng Mathematics

    2019年10月 - 2019年12月   秋学期

  • Calculus Ⅰ

    2019年10月 - 2019年12月   秋学期

  • Calculus Ⅰ

    2019年10月 - 2019年12月   秋学期

  • Aerospace Engineering I A

    2019年10月 - 2019年12月   秋学期

  • Calculus Ⅳ

    2019年6月 - 2019年8月   夏学期

  • 国際オープンマインド入門

    2019年4月 - 2019年9月   前期

  • Calculus Ⅲ

    2019年4月 - 2019年6月   春学期

  • Calculus Ⅱ

    2018年12月 - 2019年2月   冬学期

  • Engineering Mathematics

    2018年10月 - 2019年3月   後期

  • Calculus Ⅰ

    2018年10月 - 2018年12月   秋学期

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FD参加状況

  • 2019年12月   役割:参加   名称:New approaches to STEM edutcation - 'How to Flip a Classroom and land on your feet' (Workshop)

    主催組織:部局

  • 2019年12月   役割:司会   名称:New teaching approaches in STEM education through EMI

    主催組織:学科

国際教育イベント等への参加状況等

  • 2022年9月

    UKJEEL

    9th UKJEEL Workshop, 2022

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    開催国・都市名:Durham University, U.K.

  • 2018年9月

    Eight-University Engineering Association and 6U-Happier

    UK-Japan Engineering Education League Workshop

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    開催国・都市名:Fukuoka City, Japan

    参加者数:77

社会貢献・国際連携活動概要

  • 現在は中国のNational Natural Science Foundation を支援する国際協力による研究プロジェクトに参加する
    (研究活動に参考)。

社会貢献活動

  • (Oita Pref. ) Super Science High School Science Presentation Day (Referee)

    Super Science High School (MEXT)  Oita Prefecture  2015年5月

     詳細を見る

    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:セミナー・ワークショップ

学内運営に関わる各種委員・役職等

  • 2023年4月 - 現在   研究院 The Office of International Promotion of Engineering