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流体方程式の複素特異性

研究課題

研究課題/領域番号 11874017
研究種目

萌芽的研究

配分区分補助金
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関名古屋大学

研究代表者

木村 芳文  名古屋大学, 大学院・多元数理科学研究科, 教授 (70169944)

研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードNavier-Stokes方程式 / 自己相似性 / 特異点 / エネルギーカスケード / 渦度 / 乱流
研究概要

本年度は最終年度であり、前年度の成果を踏まえ流体方程式の複素特異性の問題について得られた知見をまとめ、新たな問題点を整理した。いくつかの問題を考察した。
具体的には,以下の問題についてさらに考察を加えた。
1.2次元乱流中の非一様楕円渦における軸対称化過程
2次元乱流の大きな特徴はエネルギーが逆カスケード(高波数から低波数側にエネルギーが流れる)し、エンストロフィー(渦度の大きさの2乗)がカスケードすることである。現象で言えば非円形渦が円形化(軸対称化)する一方、細い渦を自分の外に放出することに対応している。この現象を非一様な渦度をもつ楕円渦の非定常運動を数値的に調べることにより考察した。また乱流の統計理論で重要な役割をする渦度勾配の大きさの2乗(パリンストロフィー)とその生成項を楕円渦について計算すると、楕円内部で常に生成項が4重極の構造を持つことがわかった。そして4重極のうちプラスの部分が渦放出に直接的に関与していることがわかった。
2.2次元および成層乱流におけるエネルギー伝達
本研究ではこの減衰乱流におけるエネルギー伝達の問題を二次元および成層乱流のスペクトルにおける自己相似性の観点と渦構造生成の観点から議論した。結果として二次元乱流における自己相似性は各種の完結性のモデルにおいてエネルギー強散逸領域の非一様性(集中性)を示唆することがわかった。これはそれらのモデルにおいて強渦度領域の情報を与えることにより、より良い近似ができることを示している。

報告書

(2件)
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (5件)

  • [文献書誌] 木村芳文: "地球流体力学における一視点"数理科学. 446. 36-43 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kimura and J.R.Herring: "Gradient enhancement and filament ejection for non-uniform elliptic vortex in 2d turbulence"J.Fluid Mech.. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Robert M.Kerr & Yoshifumi Kimura (Eds.): "Developments in Geophysical Turbulence"Kluwer Academic Publishers. 297 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.R.Herring,Y.Kimura and J.Chasnoy: "Evolution of decaying two-dimensional turbulence and self-similarity"Trends in Mathematics. 175-183 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kimura and J.R.Herring: "Gradient enhancement and filament ejection for non-uniform elliptic vortex in 2d turbulence"J.Fluid Mech.. (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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