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2008 Fiscal Year Annual Research Report

地球科学的な熱対流系における流れパターン形成

Research Project

Project/Area Number 20340018
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山田 道夫  Kyoto University, 数理解析研究所, 教授 (90166736)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡本 久  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (40143359)
竹広 真一  京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)
林 祥介  神戸大学, 理学研究科, 教授 (20180979)
Keywords熱対流 / 球殻内対流 / 回転流体 / 安定性
Research Abstract

本年度は計画初年度として,数値計算の手法の検討と数値コードの整備を行った.これまで開発した時間発展コードをもとに数値コードを整備するとともに,時間発展の数値計算をいくつかの場合について実行し,球殻内対流への安定成層の効果を調べた.上層に安定成層を伴う高速に回転する球殻内の有限振幅熱対流についての系統だった数値実験を実施した結果から,強い安定成層の存在が赤道において球殻の回転角速度を下回る流れ(赤道逆行流)の生成と助長することが示された.また高速に回転する球および球殻内に生じる動径方向にらせん状に広がった柱状の熱対流の構造が,実は内側から外側へ伝播するロスビー波の動径方向の局所波数の増加に対応していることを見出した.さらに比較のため磁場の入った場合についても,回転球殻中の磁気流体ダイナモに対数する上端境界条件の影響を調べた.その結果,上端を粘着条件から応力なし条件に変更するとダイナモ作用の維持が困難となる傾向が見いだされたが出現する磁場の構造は粘着条件の場合と大きな変化が見られなかった.非線形現象の解析方法として不安定な周期軌道による方法を検討しモデルカオスにおいて数値的検討を行った.また回転球に伴う流れと関連する例として,極冠など境界付き流れおよび木星についての対流計算を行った.これらの計算結果に基づき,回転球殻内対流の第一分岐解を数値的に精度よく求めその線形安定性固有値問題を能率よく計算する方法の検討とコード化を進めており,次年度に継続する予定である.

  • Research Products

    (19 results)

All 2009 2008

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (14 results)

  • [Journal Article] Time averaged properties along unstable periodic orbits and chaotic orbits in ordinary differential equation systems2009

    • Author(s)
      Y. Saiki
    • Journal Title

      Physical Review E 79

      Pages: 015201:1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 第二世代ウェーブレッド2009

    • Author(s)
      山田道夫
    • Journal Title

      システム制御情報学会誌 第53巻

      Pages: 9-14

  • [Journal Article] Physical interpretation of spiraling-columnar Convection in a rotating annulus with radial Propagation properties of Rossby waves2008

    • Author(s)
      Shin-ichi Takehiro
    • Journal Title

      Journal of Fluid Mechanics 614

      Pages: 67-86

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of cloud convection model to investigate the Jupiter's atmosphere2008

    • Author(s)
      K. Sugiyama
    • Journal Title

      Nagare Multimedia (online journal, http : //www2/nagare. or. jp/mra/2008/ sugiyama)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 上層の安定成層下に閉じ込められた高速回転する球殻内の超臨界対流により引き起こされる赤道逆行流2008

    • Author(s)
      竹広真一
    • Journal Title

      ながれ 27別冊

      Pages: 375-375

  • [Presentation] Two-dimensional turbulence on a rotating sphere2009

    • Author(s)
      M. Yamada
    • Organizer
      The 5th GN workshop : Workshop on Wave Turbulence
    • Place of Presentation
      Gifu University
    • Year and Date
      2009-03-27
  • [Presentation] 同期回転惑星大気における循環構造2009

    • Author(s)
      石渡正樹, 中島健介, 森川靖大, 高橋芳幸, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
    • Organizer
      第23回大気圏シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部
    • Year and Date
      2009-02-27
  • [Presentation] 回転球面上の2次元流体運動について2009

    • Author(s)
      山田道夫
    • Organizer
      北陸応用数理研究会2009
    • Place of Presentation
      金沢大学サテライトプラザ
    • Year and Date
      2009-02-12
  • [Presentation] Time Averaged Properties along Unstable Periodic Orbits in Some Systems of Ordinary Differential Equations2009

    • Author(s)
      Y. Saiki, M. Yamada
    • Organizer
      Dynamics Days 2009
    • Place of Presentation
      San Diego (USA)
    • Year and Date
      2009-01-10
  • [Presentation] 凝結成分存在度をパラメタとした木星雲対流の数値シミュレーション2008

    • Author(s)
      杉山耕一朗, 小高正嗣, 中島健介, 林祥介
    • Organizer
      第21回理論懇シンポジウム/国立天文台CfCAユーザーズミーティング
    • Place of Presentation
      国立天文台
    • Year and Date
      2008-12-16
  • [Presentation] Resolution dependence of dust mass flux simulated by Mars general circulation model2008

    • Author(s)
      Hayashi. Y. -Y., Y. O. Takahashi, M. Odaka, W. Ohfuchi
    • Organizer
      Workshop on Rotat ing Stratified Turbulence and Turbulence in the Atmosphere and Oceans
    • Place of Presentation
      Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences, Cambridge, UK
    • Year and Date
      2008-12-08
  • [Presentation] 低次元カオス系における軌道平均値について2008

    • Author(s)
      山田道夫
    • Organizer
      岐阜非線形セミナー
    • Place of Presentation
      岐阜大学工学部
    • Year and Date
      2008-12-05
  • [Presentation] 上層の安定成層下に閉じ込められた高速回転する球殻内の超臨界対流により引き起こされる赤道逆行流2008

    • Author(s)
      竹広真一, 山田道夫, 林祥介
    • Organizer
      日本気象学会2008年度秋季大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2008-11-21
  • [Presentation] 第二世代ウェーブレッド2008

    • Author(s)
      山田道夫
    • Organizer
      RIMS共同研究「ウェーブレッドの構成法と理工学的応用」
    • Place of Presentation
      京都大学数理解析研究所
    • Year and Date
      2008-10-28
  • [Presentation] 回転球面上の極冠領域内の流れの安定性2008

    • Author(s)
      谷口由紀
    • Organizer
      日本応用数理学会2008年度年会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2008-09-17
  • [Presentation] 回転球面上の極冠領域内の流れの安定性2008

    • Author(s)
      谷口由紀
    • Organizer
      日本流体力学会年会2008
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      2008-09-06
  • [Presentation] 回転球面上の円領域内の流れパターンとその安定性について2008

    • Author(s)
      谷口由紀
    • Organizer
      第57回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      日本学術会議
    • Year and Date
      2008-06-12
  • [Presentation] 回転球面上の円領域内の流れパターンとその安定性について2008

    • Author(s)
      谷口由紀, 山田道夫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2008年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2008-05-27
  • [Presentation] 上層の安定成層下に閉じ込められた高速回転する球殻内の超臨界対流により引き起こされる赤道逆行流2008

    • Author(s)
      竹広真一, 山田道夫, 林祥介
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2008年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2008-05-27

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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