2023 Fiscal Year Annual Research Report
強弱乱流の遷移領域での実空間および波数空間の局所非等方エネルギー輸送機構の解明
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21K03883
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
横山 直人 東京電機大学, 工学部, 教授 (80512730)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高岡 正憲 同志社大学, 理工学部, 教授 (20236186)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 強弱乱流 / 非等方エネルギー輸送 / 非等方乱流 / 臨界平衡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、相対的に大規模かつ長時間の計算が容易な2次元系であり、昨年度までの研究により波数空間の臨界平衡波数域でのエネルギーフラックス挙動が明確になった準地衡流乱流を優先して、実空間の3次相関を用いたエネルギーフラックスの評価および実空間と波数空間の双対性に基づくエネルギーフラックスの比較を行った。依然として計算規模ならびに長時間計算が不足しているため、非等方乱流における異種乱流間のエネルギー輸送の統一的な視点を与える理論を確立するには至らなかった。
一方で、波数空間のエネルギーフラックスは、成層乱流、準地衡流乱流、回転乱流の異なる非等方乱流系において定量的に評価することができた。特に成層乱流においては、弱乱流理論によって共鳴相互作用の非等方かつ非局所の極限で誘導拡散によるエネルギー輸送が卓越すること知られているが、局所性を仮定したにもかかわらずこれと矛盾しないエネルギーフラックスが得られたことは興味深い。成層乱流、準地衡流乱流、回転乱流の3つの代表的な非等方乱流系のいずれにおいても局所エネルギーフラックスが弱乱流理論の予測と矛盾しないことは、局所エネルギーフラックスの有用性を強く示唆しており、非局所性の定量化を含めて拡張・発展させていく予定である。
また、本年度は研究計画最終年度であるため、本研究課題の成果発表にも注力した。プラズマ・核融合学会誌の小特集への準地衡流乱流に関する記事の執筆を依頼され、成層乱流2件、準地衡流乱流2件、回転乱流1件の国際会議での口頭発表を行うなど、波数空間でのエネルギーフラックスの挙動を中心に、多くの成果発表を行うことができた。さらに、成層乱流と準地衡流乱流に関する査読つき学術論文各1本の投稿準備を進めている。
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