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1)大規模渦構造の非線形解析および数値解析(分担:巽、協力:山田)
前年度にひき続き、「管内流における3次元渦構造」の研究の一環として、「長方形管の層流の不安定性と、それによる2次ぎ流の発生」について、解析的および数値的研究を行った。
まず、前年度にルジャンドル展開法を用いて数値的に求めた長方形管内の層流につき、その線形安定性を調べた。層流の対称性から、撹乱としては偶奇性(パリティ)の異なる4つのモ-ド(I、II、III、IV)が存在するが、このうち2つのモ-ド(I、II)に対して層流は不安定で、残りのモ-ド(III、IV)に対して安定であることが分った。モ-ド(I)では、アスペクト比aが0≦a≦3.2の範囲で流れは安定で、3.2≦a≦∞の範囲で不安定となること、および、不安定領域では臨界レイノルズ数Rcはアスペクト比aの増加と共に単調に減少し、a=3.5で36600、4で18400、5で10400、6で8200、∞で既存の値5772と一致することが分った。従って、臨界アスペクト比はa_c=3.2となることを見出した。モ-ド(II)でも、安定性は定性的には変わらないが、aの同じ値に対して流れはより安定であり、a=6で31500、8で1100でありa【approximately equal】5以下で安定となることが分った
流れの非線形安定性については、計算は進行中であるが、予備的な計算結果によって、実験的な2次流の流線と定性的に同じ流線図が得られている。非線形撹乱の平衡振幅を求めるのが今後の課題である。
2)自然環境における渦構造のリモ-トセンシング解析(分担:二神)
まず手初めに、模型水槽内のKarman渦列の写真画像解析によるリモ-トセンシングを工夫し、海流、雲などの自然環境における各種渦現象の人工衛星デ-タによるリモ-トセンシング解析法の工夫を進めている。
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