2009 Fiscal Year Annual Research Report
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20540379
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
服部 裕司 Tohoku University, 流体科学研究所, 教授 (70261469)
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| Keywords | 渦運動 / 線形安定性 / 曲率不安定性 / 直接数値シミュレーション / 非線形性 |
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| Research Abstract |
曲がりをもつ渦構造について、そのダイナミクス、特に安定性およびカオス・乱流に至るルートを解明し、渦のダイナミクスにおける曲がりの普遍的な効果を明らかにするのが本研究全体の目的である。今年度は、(1)曲がりによる渦構造の大局運動(大変形・長波長)、(2)一般の形をもつ渦構造の安定性、(3)曲がりをもつ渦構浩のダイナミクス:具体例の直接数値シミュレーションについて研究を展開した。
(1)においては、前年度に安定性の理論解析を行った渦輪・らせん渦・屈曲渦について、大局運動の理論解析を行っな。漸近解析を用いて渦核り構造を考慮した解析を行い、これを一般の形状をもつ渦構造の大局運動に拡張した。(2)においては、一航の形状をもつ渦構造の線形安定性を理論解析により調べた。軸流の効果を定量的に評価するとともに、(1)の成果を用いて、一般に非定常運動を行う渦構造においても曲率不安定性が存在する場合があることを示した。(3)においては、渦輪・らせん渦・屈曲渦のダイナミクスについて、直接数値シミュレーションによる研究を行った。非圧縮性Navier-Stokes方程式をスペクトル法により数値的に解くプログラムを側発した。曲率不安定性の存在を数値的に確かめる去ともに、非線形性が強くなると不安定成長が抑えられる傾向があることを明らかにした。
以上のように、曲がりの効果の渦構造のダイナミクスについて、大局的な運動と非線形発展に研究を展開するという本年度の計画を遂行することができた。
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