一般化された2次元流体における流れの安定性

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20540424
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 岩山 隆寛 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (10284598)
• 連携研究者: 渡邊 威 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30345946) ; 山崎 和仁 神戸大学, 大学院・理学研究科, 助教 (20335417)
• 研究協力者: 末吉 雅和 気象庁, 気象研究所気候研究部, 研究員 ; 谷島 尚宏 東京理科大学, 理学部, 博士研究員 ; 村上 真也 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 大学院生
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 一般化された2次元流体 / α乱流系 / 流れの安定性 / Green関数 / Hamilton構造

研究概要

地球流体力学で知られた複数の2次元流体系を統一的に記述できる一般化された2次元流体系において,平行流の安定性の研究を行った.支配方程式から波動活動度保存則を導き,また支配方程式をHamilton形式に書き下した.これらを利用して,平行流の安定の十分条件を導出した.さらに,一般化された2次元流体のGreen関数を導出した.Green関数を用いて,一般化された2次元流体系は,系に含まれるスケール分離パラメターαが3以下の場合が物理的に理にかなった系であること,乱流状態において一般化された渦度の小スケールにおける振る舞いの転移を説明した.

研究成果

• [雑誌論文] Differential geometric structures of steam functions : incompressible two-dimensional flow and curvatures. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, K., Yajima, T., Iwayama, T.
  • 雑誌名: Journal of Physics A vol.44 ページ: 155501(19).
• [雑誌論文] Linear and nonlinear stability conditions for parallel shear flows in a generalized two-dimensional fluid system. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sueyoshi, M., Watanabe, T., Iwayama, T.
  • 雑誌名: Submitted to SOLA on May 26^<th>.
• [雑誌論文] Green's function for a generalized two-dimensional fluid. (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwayama, T., Watanabe, T.
  • 雑誌名: Physical Review E vol.82 ページ: 036307(9).
• [学会発表] Okubo-Weissの基準を用いた点渦列の安定性の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 山崎和仁, 谷島尚宏
  • 学会等名: 第60回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス(3月10日発表, 100235)
  • 年月日: 20110308-20110310
• [学会発表] 一般化された2次元流体系における平行流の安定性:最大成長擾乱の波数について (2010)
  • 著者名/発表者名: 末吉雅和, 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: 日本気象学会2010年度秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ(10月29日発表, D302)
  • 年月日: 20101027-20101029
• [学会発表] フィラメントが2次元楕円渦の軸対象化に果たす役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上真也, 岩山隆寛
  • 学会等名: 日本気象学会2010年度秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ(10月29日発表, D305)
  • 年月日: 20101027-20101029
• [学会発表] フィラメントによる非一様楕円渦の軸対象化の推進 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上真也, 岩山隆寛
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス 高等教育機能開発総合センター(9月10日発表, 22pEJ9)
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] 一般化された2次元流体系のGreen関数 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス 高等教育機能開発総合センター(9月10日発表, 22pEJ9)
  • 年月日: 20100909-20100911
• [学会発表] 非一様楕円渦の軸対称化過程におけるフィラメントの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上真也, 岩山隆寛
  • 学会等名: 第59回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 日本学術会議(6月10日発表, 3E20.)
  • 年月日: 20100608-20100610
• [学会発表] 一般化された2次元流体系のGreen関数 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: 日本物理会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(3月22日発表, 22pEJ9)
  • 年月日: 20100320-20100323
• [学会発表] Green's function for a generalized two-dimensional fluid (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: CPS 6th International School of Planetary Sciences "Planetary Atmospheres-Sisters, relatives and ancestors of our own -"
  • 発表場所: Suma Seapal Suma, Kobe, Japan(P-09)
  • 年月日: 20100104-20100109
• [学会発表] The effect of filaments on the axisymmetrization process of the 2D elliptic vortex with non-uniform vorticity (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上真也, 岩山隆寛
  • 学会等名: CPS 6th International School of Planetary Sciences "Planetary Atmospheres-Sisters, relatives and ancestors of our own-"
  • 発表場所: Suma Seapal Suma, Kobe, Japan(P-17)
  • 年月日: 20100104-20100109
• [学会発表] Green's function for a generalized two-dimensional fluid (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: Atmospheric Physics Seminar
  • 発表場所: Department of Physics, University of Toronto, Toronto, Canada.(invite)
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] 一般化された2次元流体系のGreen関数 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: 日本気象学会2009秋季大会
  • 発表場所: アクロス福岡(11月25日発表, C101)
  • 年月日: 20091125-20091127
• [学会発表] 一般化された2次元流体系における平行流の安定性:速度固定条件の場合 (2009)
  • 著者名/発表者名: 末吉雅和, 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: 日本気象学会2009秋季大会
  • 発表場所: アクロス福岡(11月25日発表, C102)
  • 年月日: 20091125-20091127
• [学会発表] 孤立した2次元非一様楕円渦のパリンストロフィー生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村上真也, 岩山隆寛
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東洋大学白山キャンパス(9月2日発表)
  • 年月日: 20090902-20090904
• [学会発表] 一般化された2次元流体系におけるシア不安定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 末吉雅和, 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東洋大学白山キャンパス(9月4日発表)
  • 年月日: 20090902-20090904
• [学会発表] 一般化された2次元流体系の理論的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 渡邊威
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会関西支部, 第423航空懇話会
  • 発表場所: 神戸大学工学部(9月18日発表)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Transition of the decay exponent of enstrophy in two-dimensional turbulence (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 渡邊威, 村上真也
  • 学会等名: Workshop on Rotating Stratified Turbulence and Turbulence in the Atmosphere and Oceans
  • 発表場所: Isac Newton Institute for Mathematical Sciences, Cambridge, UK.(12月8日発表)
  • 年月日: 20081208-20081212
• [学会発表] 減衰性2次元乱流におけるエンストロフィー減衰則の転移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩山隆寛, 渡邊威, 村上真也
  • 学会等名: 日本気象学会2008年度秋季大会
  • 発表場所: 仙台国際センター(11月21日発表, P302)
  • 年月日: 20081119-20081121