| 研究課題/領域番号 |
06452068
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理学一般
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
高木 隆司 東京農工大学, 工学部, 教授 (80015065)
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| 研究分担者 |
甲田 精宏 東京農工大学, 工学部, 助教授 (60015039)
佐野 理 東京農工大学, 工学部, 教授 (80126292)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1996
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| キーワード | 流動層 / 2流体モデル / 線形安定性 / 非線形波動 / 粒子クラスター / 形状パラメター / KdV方程式 / 1 / fスペクトル |
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| 研究概要 |
2次元流動層内の粒子分布の変動について、2流体のモデル方程式による理論解析、および円筒形粒子を一層に配置させた流動層の実験により研究した。
粒子密度の変動振幅εについて方程式を展開し、εの1次までを残した線形安定理論によって、垂直方向の変動が現れやすいことを示した。次に、ε=O(k^2)(kは変動の波数)と仮定すると(弱非線形理論)、安定性の強さに依存して修正されたKdV方程式、あるいは修正されたKdV-Burgers方程式が得られた。さらにε=0(k)と仮定すると(中非線形理論)、大振幅のパルス解,大振幅周期波動解、台地状の形を持つ波(プラトー解)等を得た。数値シミュレーションによって、これらの理論結果をうらずけた。
粒子集団(クラスター)の時間変化を記録したビデオフィルムの画像解析により、粒子クラスターのサイズや、いくつかの形状パラメータを測定した。同時に、上流と下流の圧力差を測定した。その結果、サイズや形状パラメータはf^<-1>型、圧力差はf^<-2>型のスペクトルを持つこと、圧力変動はクラスターの主流に垂直方向のサイズと強い相関を持つことがわかった。
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