| 研究課題/領域番号 |
19K03677
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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13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
高岡 正憲 同志社大学, 理工学部, 教授 (20236186)
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| 研究分担者 |
佐々木 英一 秋田大学, 理工学研究科, 助教 (60710811)
横山 直人 東京電機大学, 工学部, 教授 (80512730)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 局所フラックスベクトル / 異種共存乱流 / カスケード / 臨界平衡 / 波動乱流 / 回転乱流 / 成層乱流 / Charney-Hasegawa-Mima乱流 |
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| 研究成果の概要 |
小スケールの一様等方乱流と大スケールの非等方の構造と波動乱流とが一般には共存している。種々の異種共存乱流を調べ、実空間での構造の生成維持機構と波数空間での保存量のカスケードとの関係を明らかにした。
球殻Couette乱流では赤道域と極域に現れる2次元構造の遷移を明らかにし、3次元成層乱流では異種乱流の境界波数を同定する指標を提案した。
非等方カスケードを定量化する局所フラックスベクトルを提案し、3次元回転乱流でエネルギーカスケードに適用し、Charney-Hasegawa-Mima乱流で3重カスケードでのエネルギーとゾノストロフィの逆カスケードの非等方化と自発的に現れる帯状流の関係を明らかにした。
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| 自由記述の分野 |
流体物理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カスケード理論は一様等方乱流の統計理論の根幹をなし、弱乱流理論は波動乱流の根幹をなすが、回転や成層の効果があると、大スケールに２次元的構造が現れる波動乱流と、小スケールに渦管が現れる一様等方乱流とが共存する。このような異種共存乱流を統一的に理解する理論も評価する定量的手法も無かった。
研究成果の一つである局所フラックスベクトルは、異種乱流の時間スケールが同程度となる領域に沿ってエネルギーがカスケードされるという臨界平衡の予想を初めて定量的に確認したのみならず、エネルギー以外の保存量に対しても波数空間におけるカスケードの非等方化と実空間における大規模構造の生成維持との関係を調べることを可能にした。
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