2017 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 – 2019-03-31
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| Keywords | 歳差 / 回転球 / 回転楕円体 / 安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歳差回転する球および回転楕円体の内部の定常流の構造とその線形安定性を理論解析および数値解析により調べている．
球の場合，流れの特性は２つの無次元パラメター，ポアンカレ―数（歳差角速度と自転角速度の大きさの比）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した），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，定常流の線形安定性の臨界曲線を，レイノルズ数が有限値をとる場合は直接数値シミュレーションで，またレイノルズ数が極めて大きく，同時にポアンカレ―数が無限大または無限小の極限に対しては漸近解析で求める計算を行なってきた．漸近解析は両極限とも完了し，既存の室内実験による観測データときわめてよく一致する結果を得ている．この研究結果を公表するため現在論文を執筆中である．
次に，回転楕円体の場合，流れの特性を表すパラメターは，上記のレイノルズ数とポアンカレ―数に加えて，回転楕円体の長短半径の比の３つとなる．任意の半径比に対して，レイノルズ数が大きく，ポアンカレ―数が小さな極限における定常流の構造を解析的に求めることに成功した．回転楕円体とともに回転する座標系で見れば，流れ構造は，回転楕円体の表面に沿う薄い境界層とそれ以外の非粘性領域に分かれる．非粘性領域における速度場と圧力場は，楕円体の半径比によって決まる次数をもつルジャンドル多項式の組み合わせで表される．この研究に関する論文も現在執筆中である．回転楕円体の定常流のこの極限における安定性の臨界線は，すでに実験的に観測されているが，今回われわれの得た解析解の線形安定性を理論的に解析して，この実験と比較することが今後の課題のひとつである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
歳差回転球内の定常流の安定臨界曲線や歳差回転楕円体内の定常流の空間構造が，当初予想していたものよりはるかに複雑であったので，これらを解析するのに予想以上に時間がかかったが，使用している京大のスーパーコンピューターにも手元のパソコンにも幸い大きなトラブルがなく，計算は順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
数値計算や理論解析など研究はこれまで順調に進んでおり，完成まで間近であるので，このまま研究目的のゴールを目指したい．また，これまでに得た研究成果を順次論文にまとめて発表していく．
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| Causes of Carryover |
研究成果の発表を国内外であと数回行う予定であったが，結果を得るのが研究集会に間に合わなかったのが主たる理由である．この繰り越し金は，次年度の同様な研究集会で使用する予定である．
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Research Products
(4 results)
