1993 Fiscal Year Annual Research Report
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03452053
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
木田 重雄 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (70093234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
室田 一雄 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (50134466)
大木谷 耕司 京都大学, 数理解析研究所, 助手 (70211787)
藤 定義 京都大学, 理学部, 助手 (10217458)
岡本 久 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (40143359)
水島 二郎 同志社大学, 工学部, 教授 (70102027)
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| Keywords | 乱流 / エネルギー伝達 / 剪断乱流 / 渦構造 / 熱対流 / ダイナモ / 圧縮性乱流 |
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| Research Abstract |
本年度の主たる研究成果並びに研究の進行状況は次の通りである。
1.一様剪断乱流の構造 平均流の非一様性が乱流構造をどのように変化させ、また乱流力学にどのような影響を及ぼすかを解析的数値的に調べた。一様剪断乱流は、弱くランダムな背景渦度場の中に散在する線状あるいは面状構造の強渦度領域から成り立っている。これらの代表的な渦構造の発生と発達のメカニズムを、等渦度面、等圧力面、渦度線、流線などの3次元構造を詳しく解析することによって明らかにした。また、剪断流の強さによるエネルギーの非等方的伝達の過程についても渦構造と関連させて調べている。
2.回転二重球殻内の熱対流 従来から未解決であった静止熱伝導状態の臨界状態の局在構造の性質を明らかにした。また、Rayleigh数を増加させたときの新しい分岐構造の詳しい解析を行なった。これと並行して進めている数値シミュレーションでは、回転流に特有な渦度のTeylor柱を実現させることに成功した。現在、磁場を加えた計算が進行中で、熱対流場と磁場の構造の関係を徹底的に調べていく予定である。
3.等方乱流のエネルギー伝達機構 ランダム外力によって励起された圧縮性乱流のエネルギー伝達機構を直接数値シミュレーションによる渦度場と密度場の詳しい解析によって研究してきた。速度場をHelmholz分解することによって、運動エネルギーを圧縮成分と回転成分に分け、これらの成分と内部エネルギーの間のエネルギー伝達における移流項、傾圧項、粘性項の相対的な重要性を定量的に評価することができた。乱流モデルの開発との関連は次の課題である。
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[Publications] 木田重雄: "Generation of Vortical Structure in Homogeneously Sheared Turbulence" Proc.RIMS workshop“Unstable and Turbulent Motion of Fluid"(World Scientific). 245-255 (1993)
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[Publications] 木田重雄: "Evolution of Homogeneously Sheared Turbulence" Proc.9th.Symposium on Turbulent Shear Flows. 17-4-1-17-4-6 (1993)
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[Publications] 柳瀬真一郎: "The Stability of Multiple Solutions of a Flow between Two Concentric Spheres with Different Temperatures" Proc.Nonlinear Instability of Nonparallel Flows IUTAM Symposium. (印刷中).
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[Publications] 田中満: "Characterization of Vortex Tubes and Sheets" Phys.Fluids A. 5. 2079-2082 (1993)
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[Publications] 岸場清悟: "Physical-Space Nonlocality in a Decaying Isotropic Turbulence" J.Phys.Soc.Japan. 62. 3783 (1993)
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[Publications] 木田重雄: "Dynamics of Vortical Structures in a Homogeneous Shear Flow" J.Fluid Mech.(印刷中).
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[Publications] 木田重雄: "「乱れと流れの非線形現象」の「乱流エネルギー伝達」の部分" 朝倉書店, (1993)
