| 研究課題/領域番号 |
21K03883
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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 |
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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) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021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 | 非等方乱流 / 強弱乱流 / 非等方エネルギー輸送 / 準地衡流乱流 / 成層乱流 / 臨界平衡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
応募者らは、波数空間の非線形エネルギー輸送の局所性と最高効率エネルギー輸送の2つの仮説の下に波数空間のエネルギーフラックスのベクトル表現を提案したが、その仮説の妥当性は未解決である。波数空間のエネルギーフラックスは、実空間のエネルギーフラックスと、エネルギー散逸率を介して結び付けられており、仮説の妥当性を両空間のエネルギーフラックスベクトルを比較することにより検証する。また、異種乱流間のエネルギー輸送を評価し、定性的な理論であるcritical balance(臨界平衡)を発展させ定量化する。
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| 研究成果の概要 |
我々は先行研究にて、非等方性を持つ異種乱流の共存状態におけるエネルギーフラックスを同定するために、エネルギー輸送の波数空間における局所性と効率性を仮定しエネルギーフラックスベクトルを提案した。本研究課題では、準地衡流乱流において、このフラックスベクトルは異種乱流共存状態で遷移波数に沿ってエネルギーが輸送されるとする臨界平衡の予想と一致することを定量的に示した。また、成層乱流においては、弱乱流理論によって共鳴相互作用の非等方かつ非局所の極限で誘導拡散によるエネルギー輸送が卓越すること知られているが、我々の提案手法は局所性を仮定するにもかかわらずこれと矛盾しないエネルギーフラックスが得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
先行研究にて提案された非等方乱流のエネルギーフラックスベクトルの同定手法を準地衡流乱流と成層乱流に適用し、成層乱流、準地衡流乱流、先行研究で行った回転乱流の3つの代表的な非等方乱流系のいずれにおいても弱乱流理論や臨界平衝仮説と整合するエネルギーフラックスを定量的に得ることができた。特に成層乱流において弱乱流理論によって共鳴相互作用の非等方かつ非局所の極限で誘導拡散によるエネルギー輸送が卓越すること知られているが、局所性を仮定したにもかかわらずこれと矛盾しないエネルギーフラックスが得られたことは、局所エネルギーフラックスの有用性を強く示唆している。
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