| 研究課題/領域番号 |
17K05561
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
服部 裕司 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70261469)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 双曲型不安定性 / 密度成層 / 自転効果 / 電磁流体 / 内部重力波 / アルヴェーン波 / 渦列 / 非線形挙動 / 流体 / 気象学 / 応用数学 |
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| 研究成果の概要 |
流れの中に出現する強い渦構造は、しばしば双曲型よどみ点をもつ。双曲型よどみ点をもつ渦が、密度成層、回転（自転）、一様磁場の効果を受けるときに、双曲型不安定性と波動の位相シフト効果により新しい型の不安定性が発生することを明らかにした。その物理的メカニズムを解明し、不安定性の発生条件、不安定成長率の密度成層・回転・磁場の強さに対する依存性を明らかにした。さらに密度成層と回転の複合的な効果について調べ、非線形段階での時間発展を解析し、乱流遷移における新しい型の不安定性の役割を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、気象現象・惑星大気・宇宙流体現象において重要である密度成層・回転・磁場の効果により、これまで知られていなかった流れの不安定性が発現することを明らかにした。これは、台風や竜巻の挙動・進路/成長予測の精度向上を図る上で考慮する必要があるもので、これに貢献することができる。また、長年の課題である木星の長寿命渦の維持メカニズムの解明の突破口となる結果を得た。さらに、既知の不安定性（双曲型不安定性）に別の現象（波動）が作用することで生み出される複合的な不安定性の概念は、今後流れの安定性理論の新しい分野を拓くと期待される。
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