| 研究課題/領域番号 |
18K13685
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
沖野 真也 京都大学, 工学研究科, 助教 (30711808)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 密度成層乱流 / 高シュミット数 / 逆勾配拡散 / 鉛直密度フラックス / 直接数値計算 / 減衰乱流 / バチェラースケール / 浮力 / DNS / 格子乱流 / RDT / 密度成層流体 / 成層乱流 / 直接数値シミュレーション / 大規模直接数値計算 / 熱塩成層 / 乱流拡散 |
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| 研究成果の概要 |
シュミット数が７００の密度成層流体における減衰乱流の直接数値計算を世界に先駆けて実施した。はじめ、密度撹乱の二乗に比例するポテンシャルエネルギーのスペクトルには、よく知られたバチェラーの-1乗則が見られるが、時間が経過し、成層効果がコルモゴロフスケール以下にまで及ぶと、ポテンシャルエネルギースペクトルは平坦となる。これは、成層乱流のプリミティブスケールにおいて、逆勾配鉛直密度フラックスが顕著となり、ポテンシャルエネルギーが運動エネルギーへと持続的に変換されるためである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
乱流によって輸送される熱・塩分・染料といった高シュミット数のスカラーのパワースペクトルについては、Batchlor (1959)の理論的研究が定説であるが、これはスカラーが流体運動に影響を及ぼさないパッシブスカラーに対するものである。一方、浮力を介して流体運動に影響するアクティブスカラーのパワースペクトルについてはほとんど未知であった。本研究課題を通して新たに得られた知見は、液相における化学反応など、高シュミット数のスカラーが関与する様々な流れの挙動予測に寄与することが期待できる。
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