研究課題
昨年度に引き続き，熱対流系におけるマルチスケール定常解(乱流秩序渦構造に類似したマルチスケールの渦構造を有する時間に依存しない解)の探索と解析を行った.今年度の特筆すべき成果としては，貫通壁面間熱対流系（一定温度差および滑りなし貫通条件を課した水平平板間の熱対流系）において，ヌセルト数がレイリー数の1/2乗に比例する究極スケーリング（壁面熱流束が流体の熱伝導率に依存しない極めて高い熱伝達）を示すマルチスケール定常解が得られたことが挙げられる．究極スケーリングは古くからその存在が予測されながらも，乱流においても定常解においても通常のレイリー・ベナール対流系(一定温度差および滑りなし非貫通条件を課した水平平板間の熱対流系)においては未だ観測されておらず，このような特異なスケーリング則を示す対流状態がブシネスク方程式を満足する定常解として得られたことにより，熱対流乱流における統計法則の理論的な理解が深まると期待できる．貫通壁面間熱対流の定常解に関するこの成果をまとめた論文「Steady thermal convection representing the ultimate scaling」がPhilosophical Transactions of the Royal Society Aに掲載された.また，本研究課題において得られた一連の成果について，「Multi-scale steady solutions representing classical and ultimate scaling in thermal convection」という標題で国際オンラインセミナー「George Batchelor Centenary Fluid Mechanics Webinars Series」にて招待講演を行った.
すべて 2022 2021 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)
Journal of Fluid Mechanics
巻: 931 ページ: R3
10.1017/jfm.2021.937
Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences
巻: 380 ページ: 20210037
10.1098/rsta.2021.0037
