2004 Fiscal Year Annual Research Report
地球科学に現れる流体方程式の流れパターン形成--力学系の視点からの数値解析的研究
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16340023
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山田 道夫 京都大学, 数理解析研究所, 教授 (90166736)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 久 京都大学, 数理解析研究所, 教授 (40143359)
大木谷 耕司 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (70211787)
余田 成男 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30167027)
林 祥介 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20180979)
薩摩 順吉 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (70093242)
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| Keywords | 回転流体力学 / ベータ面近似 / 地球流体力学 / 周極流 / ロスビー波 / 西岸強化流 / 回転乱流 / 角運動量輸送 |
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| Research Abstract |
本年度は,従来の研究の継続と本研究の接続を考慮して,回転球面上の部分領域を流れ領域とする流体運動を数値的に調べた.ここでは特に,回転球面上の半球領域を対象として,領域の境界が赤道と一致する場合(南半球)および経度線と一致する場合(縦半球)の研究を引き続いて行った.南半球の場合については,一連の数値実験から成るアンサンブル実験を系統的に行い,赤道境界の境界条件として剛体境界条件およびストレスフリー境界条件の2つの場合について流れ場の漸近状態を調べた.その結果,流れ領域で一様に近い乱流初期条件の場合,漸近的に前者では流れ場に西風周極流が,また後者では東風周極流の形成がもたらされ,これが初期条件に対してロバストであることを数値的に確認した.特に前者の場合,周極流は流れ領域全体で形成され,領域境界における角運動量の選択的散逸の存在を示している.しかし,流れ領域において非一様な局在した初期条件を与えると,形成される周極流の向きは緯度によって必ずしも西風とはならずRossby波による角運動量輸送過程を考慮する必要があることを示している.また,縦半球において強制風を加えた数値実験を行い,強制風の強化による西岸強化流の分岐を詳細に調べた.数値実験では縦半球全体で3つの大規模渦が形成される場合を扱い,強制風強化によるHopf不安定の発生とその位置を,さまざまな強制風のもとで追跡し,局所不安定の中心位置が属する大規模渦の特性を調べた.以上のほかに,流体運動の特異性,地球流体力学的状況における流体運動の形態についての研究も行った.
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Research Products
(7 results)
