| 研究課題/領域番号 |
10440118
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理学一般
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山田 道夫 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (90166736)
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| 研究分担者 |
林 祥介 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20180979)
石岡 圭一 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (90292804)
薩摩 順吉 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (70093242)
酒井 敏 京都大学, 総合人間学部, 助教授 (30144299)
木田 重雄 , 文部省・核融合科学研究所, 教授 (70093234)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2000年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1999年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 熱対流 / ベナール対流 / 湿潤対流 / パターン形成 / 潜熱 / 相転移 / 大気力学 / 地球流体力学 / 水蒸気 / ブシネスク近似 / 線形安定性 / 積乱雲 / ウェーブレット解析 / ドップラーレーダー / 凝結 / スペクトル法 / 2次元乱流 |
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| 研究概要 |
気相と液相の間で相転移する物質を含む熱対流の流れパターンの形態を調べた。気液相転移物質の対流運動に対する効果は、潜熱の発生/吸収による流体内部熱源としての効果、および、大気の湿潤対流に見られるような液相物質の「降雨」による系からの脱落の効果、の2つに大別することができる。このうち本研究では潜熱の発生/吸収の効果を扱った。まず、このような相転移物質を含む熱対流の運動を記述する方程式をできるだけ簡単化した形で書き、相転移速度と潜熱量を物性値だけでなく広い範囲で動かして、熱対流に対する相転移効果の特徴を明確にすることを行なった。相転移の基本的な効果を調べるため、Benard対流系を選び、臨界Rayleigh数より少し上で通常の場合2次元ロール状対流が安定的に実現される状況を数値的に扱った。その結果、相転移速度が(ゼロから)早くなるにつれて対流のセルサイズが大きくなるが、相転移速度がある程度以上大きくなると対流のセルサイズが減少し通常のBenard対流の場合に近づくこと、また潜熱量の増加はこの変化を助長する傾向にあること、が分かった。また流れの安定性解析を行なった結果は、このようなセルサイズの変化は不安定モードのセルサイズの変化に対応していることが見い出された。本研究ではこの他に、地球科学的状況における湿潤対流の形態や、回転球殻中における対流運動の形態と磁場発生との関連、また、回転球面上における流れの基本的形態、なども扱った。
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