2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K05219
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
木田 重雄 同志社大学, エネルギー変換研究センター, 嘱託研究員 (70093234)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 歳差 / 回転球 / 安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歳差回転球内の定常流れの構造と安定性を理論解析および数値解析により調べている。
この系の流れの特性は２つの無次元パラメター、ポアンカレー数（歳差角速度と自転角速度の比）とレイノルズ数（自転角速度、球の半径、流体の動粘性係数を用いて定義）、で決定される。これら２つのパラメター空間の全領域にわたって、定常流の安定性の臨界曲線を直接数値シミュレーションで求める計算を昨年度から続けている。臨界曲線は全領域に渡ってほぼ完成しているが、多重モードの識別やヒステリシスの確認など、詳細な吟味を現在も続けているところである。
この安定臨界曲線は異なる不安定モードが与える複数の分岐曲線から成り立っている。臨界曲線の近傍の不安定側では、流れは一般に周期的な時間変動を示す。ところが、分岐曲線のある部分では、流れの３つの空間積分量（エネルギー、エンストロフィー、およびヘリシティの絶対値）の時間変動はほぼ周期的であるが、このうちヘリシティはほぼ一定の周期ごとにランダムに符号を変えるという興味深い現象を発見した。このとき、流れの空間構造がランダムに反転（球の中心に関して）しており、地球磁場の不規則反転を彷彿とさせるものである。詳細な解析を行った結果、流れが２つの特別な状態（ひとつは不安定な定常状態、もうひとつは準定常（増幅率極小）状態）の近傍を往復していることがわかった。
定常流の構造については、歳差が強い場合に、歳差軸に垂直な大円近傍に局在した１対の渦（臨界帯渦）が発生すること、そしてその構造が閉流線面（閉流線の集合）で具体的に表されることを漸近解析によって示した。また、流れの線形安定性解析により、この臨界帯渦は歳差が強い場合の定常流の不安定性の源であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
使用している京大の計算機も手元のパソコンも大きなトラブルもなく計算は順調に進んでいる。流れの構造や安定性の理論計算もほぼ予定通りに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究はこれまで順調に進んでいるので、当初の計画通り今後も進めていく。これまでに得た研究結果を順に切り分けて論文として発表して行く。
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| Causes of Carryover |
最終的にはインクカートリッジ数個程度の消耗品にあたる少額の12,631円残すことになったが、これは次年度早々に使用して差し支えないと思われる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残額の 12,631円はインクカートリッジなどの消耗品に充てる予定である。
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Research Products
(7 results)
