本会会員で当該年度末において40歳未満であり，過去10年以内に査読のある雑誌に流体力学に関する論文を発表し，これが流体力学の進歩発展に寄与し，独創性と将来性に富むと認められた一個人に授与される．

受賞者

野口尚史（京都大学大学院工学研究科・助教）

対象業績

海洋中の層状微細構造の実態と形成・発達機構に関する研究

関連論文

(a)    Y. Nakamura, T. Noguchi, T. Tsuji, S. Itoh, H. Niino, and T. Matsuoka, “Simultaneous seismic reflection and physical oceanographic observations of oceanic fine structure in the Kuroshio extension front,” Geophys. Res. Lett., Vol. 33, L23605 (2006).

(b)    T. Noguchi and H. Niino, “Multi-layered diffusive convection. Part 1. Spontaneous layer formation,” J. Fluid Mech., Vol. 651, 443–464 (2010).

(c)    T. Noguchi and H. Niino, “Multi-layered diffusive convection. Part 2. Dynamics of layer evolution,” J. Fluid Mech., Vol. 651, 465–481 (2010).

推薦理由

海洋の構造の解明は海洋エネルギーの利用や気候変動の予測などにおいて重要であるが，空間的・時間的スケールが大きいため，実際の観測は非常に難しい．また，かなり細かな構造が大きなスケールでの構造に影響を及ぼす典型的なマルチスケール性をもっている点も研究を難しくしている．実際の観測が非常に限られるため，少ない観測データから現象の本質を抽出し，質の高いモデリングを行うことが要求される．

受賞候補者は，まず，音響トモグラフィー法を応用した新しい手法によって海洋観測を行い，黒潮と親潮がぶつかる広い海域での微細な多重層構造を明らかにした．それによると，10メートル程度の厚さの温度・塩分が一様な層が上下に連なる多層構造（層ごとに温度と塩分が異なる）が水平方向に数10kmにわたって続いている．次に，この多層構造の発生機構を理論的に解明すべく，ブシネスク近似のもとに温度と塩分が勾配をもつ二重拡散系について，線型安定性解析および直接的数値シミュレーション（DNS）を行った．その結果，4つのフーリエ成分の相互作用が層構造の形成に本質的役割を果たしていることを突き止めた．また，それを確認するために，その4つの成分のみに基づくモデル方程式を構築し，それによる解析結果がDNSの結果をよく再現することを確かめた．この層構造においては，時間の経過とともに層が上下に隣り合う層と合体を繰り返して成長していくことが，室内実験によって観測されている．受賞候補者は，DNSによって層の合体の過程を詳しく調べ，それには二つのパターン，すなわち，層自身が薄くなって消滅するもの，および層と層の間の境界面が消滅するものが存在することを見出した．さらに，その原因が乱流によるエントレインメントであると予想するとともに，非対称エントレインメントの効果に基づく簡単な1次元モデルを提案した．このモデルがDNSの結果をよく再現することからこの予想が正しいと結論付けている．

以上のように，受賞候補者は，難しい研究課題に対して実際の観測，モデリング，安定性解析，直接数値シミュレーションを補完的かつ最大限に活用することによって，現象の本質を解き明かした．また，得られた結果は，海洋学的・流体力学的に重要で，これらの分野における今後の発展にも大きく貢献することが期待される．

受賞者

鈴木崇夫（The Boeing Company, Acoustics & Fluid Mechanics）

対象業績

数値流体力学と実験流体力学の融合による噴流の不安定波と放射音の研究

関連論文

(a)    T. Suzuki and S. K. Lele, “Shock leakage through an unsteady vortex-laden mixing layer: application to jet screech,” J. Fluid Mech., Vol. 490, 139–167 (2003).

(b)    T. Suzuki and T. Colonius, “Instability waves in a subsonic round jet detected using a near-field phased microphone array,” J. Fluid Mech., Vol. 565, 197–226 (2006).

(c)    T. Suzuki, H. Ji, and F. Yamamoto, “Instability waves in a low-Reynolds-number planar jet investigated with hybrid simulation combining particle tracking velocimetry and direct numerical simulation,” J. Fluid Mech., Vol. 655, 344–379 (2010).

推薦理由

噴流は様々な工学分野で重要な役割を果たす基本的な流れであると同時に，様々な流体現象を内蔵する流体力学の宝庫ともいえる流れである．このため，研究の歴史は古く，さまざまな視点から多面的な研究が行なわれてきた．しかし，今日においても未解決問題が多く残されている．

受賞候補者は，気体の超音速噴流の側面からの衝撃波の漏れとそれによる音の生成のメカニズムを，圧縮性ナヴィエ‐ストークス方程式の直接数値シミュレーション（DNS）とそのデータを用いた幾何音響学的考察により明らかにした．また，亜音速噴流について，側面で発生する不安定波動を，噴流周辺に円錐状に設置した多数のマイクロフォンによる圧力測定によって検出する方法を提案した．マイクロフォン群の設置場所は過去のDNSによるデータに基づいて決定され，測定した圧力データからどのようにして波動を検出するかには，音源探査の方法が活用されている．さらに，実際にこの方法を使って不安定波の検出に成功している．

一方で，非圧縮性噴流に関する研究でも成果を上げている．そもそも，実験によって測定できるデータは限られており，さらにデータは通常ノイズを含むため，実験データから抽出できる物理量の挙動に関する情報は非常に限られている．候補者は，実験によって観測される非定常速度場をナヴィエ‐ストークス方程式に基づく直接数値シミュレーション（DNS）に取り込むことによって，実験データに基づく流れの非定常特性を再構築する方法を提案した．これによって，直接測定しない物理量（たとえば圧力）がノイズを軽減した形で求められる．実際にこれを水のジェットに応用して，せん断層内に生じる不安定現象を抽出することに成功している．この方法は，実験データから様々な必要な情報を引き出すのに非常に有力である．

以上のように，受賞候補者は，難しい問題に様々な方法を駆使して挑戦し，理論，数値流体力学，実験流体力学を融合させた独自の研究手法を確立した．また，それを通じて得られた研究成果の蓄積は高いレベルに達している．受賞候補者が確立してきた手法は，今後の流体力学研究において重要な役割を果たすことが期待できる．