2003 Fiscal Year Annual Research Report
3次元リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性における密度境界の時間発展に関する研究
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15740239
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
松岡 千博 愛媛大学, 理学部, 助手 (10270266)
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| Keywords | 渦層 / バーコフ・ロット方程式 / らせん構造 / 密度差 |
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| Research Abstract |
この年度では、3次元的な不安定性を調べる前段階として、2次元のリヒトマイヤー・メシュコフ不安定性を、渦層の時間発展を記述する方程式として知られているバーコフ・ロット方程式を解くことによって調べた。
リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性はケルビン・ヘルムホルツ不安定性と比較されることが多いが、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性をバーコフ・ロット方程式を用いて解析した研究は本研究が最初のものである。その結果、初期条件を変えることによって、2つの不安定性の成長の仕方が異なることが数値計算によって示された。
リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性が生じるためには、ケルドン・ヘルムホルツ不安定性と違い、初期に境界上に非一様な渦度が分布している必要がある。渦度の非一様性はやがて境界上における速度の分岐点へと発展し、この分岐点を中心としてスパイラル構造が形成される。また、この分岐点(特異点)の構造が飛行機の翼の後面にできるらせん渦として知られている、Kaden spiralによく似ていることが示された。さらに、バーコフ・ロット方程式を佐藤超関数の立場から議論し、数値的に安定な解を得るためには、境界に仮想的な有限厚さが必要であることが示された。
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