| 研究課題/領域番号 |
03452053
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
物理学一般
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
木田 重雄 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (70093234)
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| 研究分担者 |
室田 一雄 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (50134466)
大木谷 耕司 京都大学, 数理解析研究所, 助手 (70211787)
藤 定義 京都大学, 理学部, 助手 (10217458)
岡本 久 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (40143359)
水島 二郎 同志社大学, 工学部, 教授 (70102027)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1993
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| キーワード | 乱流 / エネルギー伝達 / 剪断乱流 / 渦構造 / 熱対流 / ダイナモ / 圧縮性乱流 |
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| 研究概要 |
1.一様等方乱流におけるエネルギー伝達機構に関しては、3成分相互作用によるエネルギー伝達は慣性領域においては局所的であるが、粘性領域においては非局所的であることがわかった。前者はコルモゴロフ理論に合致し、また後者は乱流モデルにとって有益な知見を与える。一様剪断乱流に存在する線状あるいは面状の強渦度構造の発生、成長、崩壊の過程を渦度ベクトルのダイナミックスから説明することに成功した。また、エネルギー伝達機構に関しては、平均流、移流、非線形および粘性の各項の相対的な重要性が明らかになった。
2.回転二重球殻内の熱対流において、従来から未解決であった静止熱伝導状態の臨界状態の局在構造の性質を明らかにした。また、Rayleigh数を増加させたときの新しい分岐構造を明らかにした。これと並行して進めている数値シミュレーションでは、回転流に特有な強いヘリシティをもつ渦度のTeylor柱を実現させることに成功した。これは、現在、精力的に研究を進めている熱対流ダイナモの基礎になるものである。
3.ランダム外力によって励起された圧縮性乱流のエネルギー伝達機構を直接数値シミュレーションによる渦度場と密度場の詳しい解析によって研究してきた。速度場をHelmholz分解することによって、運動エネルギーを圧縮成分と回転成分に分け、これらの成分と内部エネルギーの間のエネルギー伝達における移流項、傾圧項、粘性項の相対的な重要性を定量的に評価することができた。
4.熱対流における速度の各モードの非線形相互作用により形が形成されるメカニズムを弱非線形理論により明らかにした。
5.複素ギンツブルグ-ランダウ方程式に従う1次元乱流の統計法則を基本要素解の相互作用から説明することができた。
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