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Construction of closures and theretical studies on geostrophic turbulence using closures

Research Project

Project/Area Number 15K05288
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Iwayama Takahiro  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (10284598)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) WATANABE Takeshi  名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (30345946)
MURAKAMI Shin-ya  宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所, PLANET-Cプロジェクトチーム, 研究開発員 (40769783)
Research Collaborator OKAZAKI Seigo  神戸大学, 大学院理学研究科
MURAKAMI Miyuki  神戸大学, 大学院理学研究科
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsα乱流 / 一般化された2次元流体 / 2次元乱流 / エンストロフィー慣性領域 / 非局所相互作用 / 地衡流乱流 / 2層準地衡流渦位方程式 / 二重カスケード過程 / Danilov不等式 / エネルギースペクトル / Nastrom-Gageスペクトル / Danilovの不等式 / スペクトルの転移
Outline of Final Research Achievements

The enstrophy spectrum in the enstrophy inertial range for forced-dissipative turbulence governed by the generalized two-dimensional turbulence, the so-called α-turbulence was theoretically investigated. The governing equations of this system includes the real parameter α and the parameter affects to the dynamics of this system. The preexisting studies indicate that the enstrophy inertial range spectrum obeys the power-law with a negative exponent. The exponent depends on α for α<2, however, it is independent of α for α>2. That is, the exponent exhibits a transition at α=2. Using the eddy damped quasi-normal Markovian closure approximation equation of this system, the transition of the exponent was successfully derived theoretically.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] Enstrophy inertial range dynamics in generalized two-dimensional turbulence.2016

    • Author(s)
      Iwayama, T. and Watanabe, T
    • Journal Title

      Physical Review Fluids

      Volume: 1 Issue: 3 Pages: 034403-034403

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.1.034403

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Anomalous eddy viscosity for two-dimensional turbulence2015

    • Author(s)
      T. Iwayama and T. Watanabe
    • Journal Title

      Physics of Fluids

      Volume: 27 Pages: 045104-045104

    • NAID

      130005477854

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 地衡流乱流におけるDanilovの不等式2018

    • Author(s)
      岩山 隆寛, 岡﨑正悟, 渡邊威
    • Organizer
      第19回地球流体力学研究集会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 準地衡2層モデルを用いた地衡流乱流の波数空間動力学の研究2017

    • Author(s)
      岡崎 正悟, 岩山 隆寛
    • Organizer
      第18回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      東京大学大気海洋研究所
    • Year and Date
      2017-03-02
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 非線形・非静力学・圧縮性モデルを用いた内部重力波の数値実験的研究2017

    • Author(s)
      村上 美雪, 岩山 隆寛
    • Organizer
      第18回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      東京大学大気海洋研究所
    • Year and Date
      2017-03-02
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 準地衡2層モデルにおけるNastrom-Gageスペクトルの形成メカニズムの検証2017

    • Author(s)
      岡崎 正悟, 岩山 隆寛
    • Organizer
      日本気象学会2017年度春季大会
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  • [Presentation] 準地衡流2層モデルにおけるNastrom-Gageスペクトルの形成メカニズムに関する数値実験的研究2017

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      岩山 隆寛, 岡崎 正悟, 渡邊威
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      京都大学 数理解析研究所研究集会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 地衡流乱流におけるDanilovの不等式2017

    • Author(s)
      岩山 隆寛
    • Organizer
      神戸大学惑星科学研究センター 大気境界層ミニワークショップ
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  • [Presentation] 地球大気における大規模・中規模乱流のエネルギースペクトル2017

    • Author(s)
      岩山隆寛
    • Organizer
      土木学会 水工学委員会 基礎水理部会 基礎水理シンポジウム2017
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Spectral dynamics in enstrophy inertial range in α-turbulence2016

    • Author(s)
      T. Iwayama and T. Watanabe
    • Organizer
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • Place of Presentation
      Palais des congres, Montreal, Canada.
    • Year and Date
      2016-08-21
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      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] α乱流のエンストロフィー慣性領域の力学2016

    • Author(s)
      岩山隆寛, 渡邉威
    • Organizer
      京都大学 数理解析研究所研究集会
    • Place of Presentation
      京都大学 数理解析研究所
    • Year and Date
      2016-07-13
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] α乱流におけるエンストロフィー慣性領域の力学2016

    • Author(s)
      岩山隆寛, 渡邉威
    • Organizer
      日本気象学会2016年度春季大会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター
    • Year and Date
      2016-05-18
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 一般化された2次元流体系の強制散逸乱流におけるエンストロフィー慣性領域の力学2016

    • Author(s)
      岩山隆寛, 渡邉威
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 一般化された2次元流体系の強制散逸乱流における エンストロフィー慣性領域の力学2016

    • Author(s)
      岩山隆寛, 渡邉威
    • Organizer
      第17回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      九州大学応用力学研究所(福岡県・春日市)
    • Year and Date
      2016-03-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 一般化された2次元流体系のKelvin-Helmholtz不安定2016

    • Author(s)
      岩山隆寛
    • Organizer
      伝熱学会関西支部第23期第1回講演討論会
    • Place of Presentation
      京都大学桂キャンパス
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 2次元乱流の渦粘性2016

    • Author(s)
      岩山隆寛
    • Organizer
      複雑熱流体工学シンポジア
    • Place of Presentation
      神戸大学工学部
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 完結近似方程式を用いたα乱流のエンストロフィー慣性領域の解析2015

    • Author(s)
      岩山隆寛, 渡邉威
    • Organizer
      日本流体力学会年会2015
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2015-09-28
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Funded Workshop] 24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics2016

    • Place of Presentation
      Palais des congres, Montreal, Canada
    • Year and Date
      2016-08-21
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2021-08-03  

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