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本研究は，(1)安定密度成層中に発達する乱流から非乱流流体中に放出される内部重力波の発生機構と内部重力波の放出に伴う乱流の変化の数値シミュレーションによる解明，(2)亜音速流れにより生じる音波に伴う圧力変動が乱流の空間発展に与える影響の実験・数値シミュレーションによる解明を目的として行われた．
研究目的(1)に関して，安定密度成層中に発達する局所乱流塊に関する直接数値計算を行った．密度こう配が乱流内部にのみ存在する場と密度こう配が乱流外部にも存在する場ついて，乱流混合層の発達を乱流・非乱流界面に着目して比較した．後者では乱流の発達とともに乱流・非乱流界面層を介して内部重力波が放出されることが確認され，乱流流体が波の放出により運動エネルギを失うことが示された．また，様々なレイノルズ数，フルード数に対して行われた数値計算結果から，乱流・非乱流界面層の特性が乱流流体の浮力レイノルズ数に強く依存することが明らかとなった．
研究目的(2)について，モータによりピストンを運動させシリンダ内の流体を圧縮し先端部オリフィス孔から流体を繰り返し噴出する装置を作成した．シリンダ内の圧力計測とシャドウグラフ撮影法による流れ場の可視化を行い，本実験装置により形成される超音速噴流の空間的広がりなどの特性を明らかにした．また，圧縮性二次元噴流の直接数値計算を行い，噴流から放出された圧力波と乱流・非乱流界面の関連を明らかにした．さらに，この直接数値計算データベースを用いて，圧縮性の強い流れ場における分子拡散や熱拡散をラグランジュ粒子を用いてモデル化する手法を提案しその有効性を明らかにした．
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