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2007 Fiscal Year Annual Research Report

有限レイノルズ数状態における2次元乱流のエンストロフィー減衰則の研究

Research Project

Project/Area Number 18540433
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

岩山 隆寛  Kobe University, 大学院・理学研究科, 准教授 (10284598)

Keywords2次元乱流 / エクマンパンピング / 非線形補正 / 円形渦 / 一般化された2次元流体 / エンストロフィー慣性領域
Research Abstract

2次元乱流に関する以下にあげる様々なテーマについて研究を行った.
1.一般化された2次元乱流のエンストロフィー慣性領域における波数空間内の非線形相互作用関する研究
一般化された2次元流体は地球流体力学で知られたいくつかの2次元系を包括する系として注目されている.本研究ではこの系の強制乱流のエンストロフィー慣性領域における非線形相互作用の局所・非局所性について数値実験的に調べた.系に含まれるスケール分離パラメターαが2を境にして,非線形相互作用の局所・非局所性の転移が見られることが提唱されていた.しかしながら数値実験データの解析によると,あらゆるαの値で非局所相互作用は存在し,局所相互作用との相対的な重要性が変化することがわかった.
2.一般化された2次元流体における平行流の安定性
乱流の発生の原因である流れの不安定について,特に一般化された2次元流体に従う平行流の場合について調べた.系に含まれるスケール分離パラメターの値によって,最大成長不安定波の波数や成長率は異なるが,不安定はいわゆる波の共鳴によって説明できることを示した.
3.円形渦によって駆動される非線形エクマンパンピング
強制2次元乱流において,系のエネルギーを散逸するメカニズムとしてのエクマンパンピングについて研究した.エクマンパンピングの理論は100年近く前に線形理論が提唱されて以降,非線形理論への拡張が試みられてきた.本研究では,低気圧性円形渦によって駆動されるエクマンパンピングを低ロスビー数から0(10)程度の高ロスビー数まで数値計算によって調べ,ロスビー数が大きくなるに従い,渦の中心軸付近の上昇流が弱まり,上昇流の最大値は渦中心から離れたところに形成されるが,層流的なエクマン層内では台風のように渦の中心付近では下降流は生じないことがわかった.また,様々な下端境界条件において数値計算を行うことにより,台風の中心付近で観測される鉛直風速分布には乱流的なエクマン層が必要であることを示した.

  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Parameter Dependence of Eastward-Westward Asymmetric Jets in Forced Barotropic 2D Turbulence on a β-plane2008

    • Author(s)
      Murakami S. and Iwayama T.
    • Journal Title

      IUTAM symposium on Computational Physics and New Perspectives in Turbulence

      Pages: 415-420

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interacting scales and triad enstrophy transfers in generalized two-dimensional turbulence.2007

    • Author(s)
      Watanabe T. and Iwayama T.
    • Journal Title

      Physical Review E 76

      Pages: 046303(11ページ)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of deformation radius on stability of flow.2007

    • Author(s)
      Sueyoshi M. and Iwayama T.
    • Journal Title

      Theoretical and Applied Mechanics Japan 56

      Pages: 325-333

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 一般化された2次元流体系における平行流の安定性2008

    • Author(s)
      岩山隆寛, 末吉雅和
    • Organizer
      日本物理学会 第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-23
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 円形渦によって駆動される非線形エクマンパンピングの水平分布について2008

    • Author(s)
      百武宏之, 岩山隆寛
    • Organizer
      地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      九州大学応用力学研究所
    • Year and Date
      2008-03-04
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 一般化された2次元流体系における平行流の安定性2007

    • Author(s)
      末吉雅和, 岩山隆寛
    • Organizer
      日本気象学会2007年度秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館
    • Year and Date
      2007-10-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 一般化された2次元流体系における平行流の安定性2007

    • Author(s)
      末吉雅和, 岩山隆寛
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所 研究集会
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所
    • Year and Date
      2007-09-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 一般化された2次元流体系における平行流の安定性2007

    • Author(s)
      岩山隆寛, 末吉雅和
    • Organizer
      日本流体力学会 年会2007
    • Place of Presentation
      東京大学教養学部
    • Year and Date
      2007-08-08
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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