強弱乱流の遷移領域での実空間および波数空間の局所非等方エネルギー輸送機構の解明

强弱湍流过渡区实空间和波数空间局域各向异性能量输运机制的阐明

• 批准号: 21K03883
• 负责人: 横山 直人
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03883/
• 关键词: 強弱乱流; 非等方エネルギー輸送; 準地衡流乱流; 臨界平衡

本年度は、Charney-Hasegawa-Mima(CHM)方程式に従う準地衡流乱流において、我々の提案する波数空間における局所フラックスベクトルの同定方法を、エネルギー、エンストロフィ、ゾノストロフィの正定値2次の(準)保存量に対して適用し、大規模構造の生成維持機構とエネルギー輸送の関係を定量的に調べた。この系は、帯状流と呼ばれる系の特徴的な方向に一様な流れと低波数(大スケール)領域の非等方性の強い波動、高波数(小スケール)領域の統計的に等方な渦によって構成される2次元非等方異種共存乱流である。エネルギーやゾノストロフィの局所フラックスベクトルは、高波数から低波数へ等方的に逆カスケードした後、波数の絶対値がラインズ波数の大きさ程度まで小さくなると向きを変え、帯状流へのエネルギー輸送を示した。また、ラインズ波数よりも小波数領域にある、ロスビー波の周期より短い特性時間を持つ渦も同様に、ラインズ波数と同程度の絶対値の波数に沿って帯状流へと至るエネルギー輸送を示した。critical balance(臨界平衡)は、波動と渦の時間スケールが一致する波数に沿ったエネルギーフラックスを予想し、この波数は準地衡流乱流では2次元波数空間内のダンベル形状となる。一方、局所フラックスベクトルは、ラインズ波数と同程度の絶対値を持つ波数、すなわち、円周状のフラックスを示した。このことは、波動乱流と渦乱流の間のエネルギー輸送を予想した臨界平衡を定性的には支持するものだが、定量的には、臨界平衡と局所フラックスベクトルとでは異なる波数領域での強いエネルギー輸送を示す結果となった。これらの結果を2件の国際会議を含む国内外の会議で発表し、学術論文として投稿する準備を進めている。

This year, the Charney-Hasegawa-Mima (CHM) equation carefully balances the turbulent current, and we propose to determine the wavenumber of the wave number in space. The same method is used for the determination of the number of waves, the number of waves, the number of times, the number of waves, the number of times, the number of waves, the number of waves, A large-scale model is used to generate a quantitative amount of information that is sent to the maintenance organization. In the field of low wavenumber (large wave number), high wavenumber (small wave number) and high wavenumber (small wave number), the two-dimensional non-isotropic turbulent current coexists in the field of low wavenumber (large wave number) and high wavenumber (small wave number). After the inversion of the wave number, the high wavenumber, the low wavenumber, etc., the wavenumber, the wavenumber, the wav In the field of wave number, wave Critical balance (boundary balance), wave motion, wave number, wave number On the other hand, the number of waves, the number of waves and the number of waves in the same degree. The number of waves in the field is significantly higher than that in the field where you want to determine the balance of the boundary. The results of the two international conferences include the table of international conferences at home and abroad, and the preparation of contributions for academic articles and articles.

项目成果

波数空間で局在した初期条件を用いた保存量の流れの同定

使用波数空间中的局域初始条件识别守恒量流

• 发表时间: 2022
• 作者: 高岡正憲;横山直人;佐々木英一
• 通讯作者: 佐々木英一

Energy-flux Vectors of Inertial Waves in Strongly Rotating Turbulence

强旋转湍流中惯性波的能量通量矢量

• 发表时间: 2021
• 作者: Naoto Yokoyama;Masanori Takaoka
• 通讯作者: Masanori Takaoka

複合流体力学研究室web site

复杂流体动力学实验室网站

強回転乱流の局所非等方エネルギーフラックス

强旋转湍流的局部各向异性能量通量

• 发表时间: 2021
• 作者: 坂口大作，経塚雄策;征矢野清;横山直人
• 通讯作者: 横山直人

ベータ平面乱流における局在スペクトルの時間発展と保存量の波数空間輸送

β平面湍流中守恒量的局域光谱和波数空间传输的时间演化

• 发表时间: 2022
• 作者: 高岡正憲;横山直人;佐々木英一
• 通讯作者: 佐々木英一