| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 久 京都大学, 数理解析研究所, 教授 (40143359)
大木谷 耕司 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (70211787)
竹広 真一 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (30274426)
余田 成男 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30167027)
林 祥介 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20180979)
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| Research Abstract |
本年度は,前年度までの研究の継続を考慮して,回転球面上の流体系について,まず,部分領域を流れ領域とする運動を数値的に調べた.特に,子午線を境界とする半球面を流れ領域とする場合について,強制風の形状・強度と西岸強化流の不安定性との関係を詳細に検討した.その結果,発生するHopf不安定性が,西岸強化流が離岸する辺りに最も大きな振幅を持つこと,さらにこうして分岐した流れは,別の西岸強化流の離岸領域においてやはり振動不安定を発生させることを見出した.このような分岐の特徴を,半球面における大規模渦の大きさを変化させて数値的に追跡した.また,同じ回転球面上の流体系について,流れ領域が北極を中心とする円領域にあり流れの入出を伴う場合について,形成される流れを調べた.この系においては,従来,線形論の範囲において,複雑な螺旋状の流線をもつ解があることが知られていたが,その解は,非常に小さなレイノルズ数において不安定となることを見出した.数値計算は,この不安定性の結果,より単純な形状をもつ安定解への移行を示唆しており,研究を続行中である.また,さらに,回転する全球面上の流体運動についての高精度数値実験を行い,従来から知られていた極域の西向き周極流の回転角速度依存性を調べ,角速度が大きくなったときの周極流の強さと幅の漸近形を数値的に求め,その結果を説明する現象論を構成した.この漸近形は特に時間発展するにつれ,流体運動の全エネルギーが周極流に吸収されることを示しており,従来のベータ面近似の有効性の限界を示唆している.また,ベータ面乱流のスペクトルの発展について詳細な計算を継続中である.
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