| 研究概要 |
昨年度に引き続き,クエット系の不安定周期流を用いて,乱流混合の研究を行なっている。不安定周期流は,正定値のリアプノフ数をもつという乱流の特性を備えながらも,同じ状態が繰り返されるので,流れに付随するさまざまな統計量を時間をかければかけるほど高精度で求めることができる。われわれは,この周期流中に多数の線素を流し,長時間にわたる統計をとることにより,以下のことを見出した。まず,同一の位置から出発した異なる方向の線素はある有限の時間の後には方向がそろう。このことは,線素の方向の場というものが,周期流の時間位相と位置の関数として一意に定まることを意味する。つぎに,線素を空間一様に分布させ,時間の経過とともにその方向が空間的にどのように再配列するかの計算を行なった。統計量は,流れ場の中に設けた多数の小さな有限の箱に入った線素から求めた。その結果,大部分の箱では線素が一方向にそろっているが,そろわないが面内に分布する箱が少なからず見られた。この面はその位置での渦度と平行であり,流れの中の強い管状渦による移流によるものであることを確認された。また,このような線素の方向のそろっていないところでは混合が盛んに起こっていると考えられるので,今後は,これらの線素がどこから来たのか,その由来を調べてみる。さらに同様の解析を,高対称流による,等方乱流の不安定周期流についても行なう予定である。
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