| 研究課題/領域番号 |
18K03927
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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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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 東京電機大学 (2020-2021)
大阪大学 (2018-2019) |
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研究代表者 |
横山 直人 東京電機大学, 工学部, 教授 (80512730)
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| 研究分担者 |
高岡 正憲 同志社大学, 理工学部, 教授 (20236186)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 非等方性乱流 / エネルギー輸送 / 局所エネルギーフラックスベクトル / 異種乱流の共存 / 臨界平衡 / 最小作用の原理 / 非等方乱流 / 一般化逆行列 / 回転乱流 / 成層乱流 |
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| 研究成果の概要 |
非等方性を持つ流体乱流系が広帯域スペクトルをもつとき、異なる種類の乱流が共存することがある。特に異種乱流の遷移波数領域でのエネルギー輸送に着目し、この共存状態の生成維持機構を定量的に調べた。時間スケールと各エネルギー構成比を用いて、成層乱流の内部重力波と渦が支配的な波数領域を同定した。エネルギー輸送の波数空間における局所性と最小作用の原理に基づき、エネルギーフラックスベクトルを提案し、回転乱流や準地衡流乱流において、このエネルギーフラックスベクトルが弱乱流理論や臨界平衡の予想と一致することを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非等方性を持つ多くの流体乱流において、大規模構造・波動・渦が共存することが知られている。これらの間の遷移波数領域のエネルギー輸送は、臨界平衡という定性的な予想はあったが、それを定量的に確認する方法がなかった。本課題では、非等方エネルギーフラックスを定量的に評価する方法として局所エネルギーフラックスベクトルを提案し、準地衡流乱流で臨界平衡を定量的に確認した。このことは、非等方性乱流に共通した未解決問題であった遷移波数領域のエネルギーフラックスを求め、異種乱流の共存状態の生成維持機構を明らかにすることを可能にした。
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