準2次元渦システムを統制する相似性の発現機構の研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07640533
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 本地 弘之 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (80038538)
• Keywords: 伴流 / 渦列 / セル流れ / ローレンツ力 / 相似性

Research Abstract

本研究の目的は、異なる空間スケールにおける流れの相似性の発現機構の解明である。この目的に沿って、今年度は、2次元および準2次元渦列流れを主な対象にとりあげて、その散逸過程で形成される流れ模様の挙動を調べた。対称な柱体の伴流は、レイノルズ数(R)<300では、層流性の強い周期流れである。R>300になると乱流伴流となる。しかし、伴流の散逸過程において無次元時間τ〜1500に近づくと、波長の長い高次の周期的伴流が再構成され、それはさらに水槽境界にまで広がって境界支配型のセル流れとなる。このことは、伴流が中に含む微細な乱れによらず、全体としてのせんだん不安定波として存在し続けることを示している。したがって、もし境界が強制されなければ、どこまでいっても基本的には安定なカルマン渦列型の伴流がその横幅スケールに応じて形成されるであろうことを示唆している。一方、ローレンツ力を用いた薄い流体層の準2次元伴流では、伴流の形成領域から直ちに周期的渦の放出が起こり、渦列の構造も通常のカルマン渦とは異なる。今後、ローレンツ力で駆動された準2次元乱流伴流を作り、その散逸過程で形成される流れを調べて、相似性の発現機構の解明をすすめる。

Research Products

• [Publications] H. Honji: "Instability of an electromagnetically driven vortex array" Proc. 6th Asian Congress of Fluid Mechanics. 2. 1218-1221 (1995)
• [Publications] 池畑義人・本地弘之・杉原裕司: "ローレンツ力による周期的渦列の形成" 第27回乱流シンポジウム講演論文集. 303-306 (1995)
• [Publications] H. Honji, Y. Haraguchi: "Electrolytically induced quasi-two-dimensional vortex pairs" Journal of the Physical Society of Japan. 64. 2274-2277 (1995)
• [Publications] 池畑義人・本地弘之・杉原裕司: "準2次元波状後流の形成" 数理解析研究所講究録. (予定). (1996)