大気境界層内の秩序構造が乱流輸送に与える影響の研究

大气边界层有序结构对湍流输运的影响研究

• 批准号: 12J57052
• 负责人: 日比野 研志
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J57052/
• 关键词: 大気境界層; ストリーク構造; 最適摂動; 乱流輸送; 乱流モデル; イジェクション; スイープ; LES

本年度はラージ・エディ・シミュレーション(LES)を用いて大気境界層内の秩序構造の研究を行った.特に中立成層した大気境界層内の乱流輸送にとって重要な役割を果たしているストリーク構造とその内部に存在するイジェクションやスイープといった小規模秩序構造に着目して,その時間発展の特徴と背景にある物理的なメカニズムを探った.まず,ストリーク構造の初期の時間発展を調べるために2種類のLES実験を行った.1つ目は十分に大きな計算領域を用いるものであり,2つ目は意図的に計算領域を小さくして行うミニマル領域実験である.これらの実験によってストリーク構造の成長のエネルギー特性が明らかになった.また,ストリーク構造の初期の時間発達が線形理論における最適摂動によって表現されることも示された.これらの解析を行うために,乱れた流れ場からストリーク構造のみを抽出するフィルタリングの手法を新たに考案した.この手法は他の研究分野でも利用可能な有用な手法であると考えている.次にストリーク構造の維持・崩壊過程を解析して,イジェクションやスイープの形成との関連性を調べた.研究計画ではイジェクションやスイープの形成メカニズムとしてストリーク構造の不安定性が関わっている可能性を仮説として述べたが,それを確認するための解析を行った:具体的には最適摂動によって境界層内にストリーク構造を再現して非線形時間発展を計算した.この実験において,ストリーク構造が数十分の時間オーダーで崩壊して,より小規模なイジェクションやスイープが形成される様子が見られた.この結果から前述の仮説が正しかったことが確認された.今日の気象モデルにおいて秩序構造の特性を考慮した新たな乱流モデルの構築が求められており,その際に本年度の研究で得られた知見が役立つことが期待される.

This year, we will use the order in the realm of LES to study the operation of the government. There is a special neutrality in the environment where turbulence is an important part of the operation, and there is a problem in the production of aircraft. in the system, the small-scale order is used to create the target, and it is necessary to explore the physics in the background of the system. In the early days of the project, there was an exhibition in the early days of the project. In the case of LES, the target is very large. The calculation field is very large. It is intended to be used in the field of calculation. In order to improve the quality of growth and growth, the characteristics of the system are very important. During the initial period of the construction of the system, the theory of the system was reached. The most active information system was displayed in the computer system. In the analysis of the line, there is a lot of confusion, such as the flow, the flow, the creation, the extraction, the manipulation, the new examination. There is a distinction between his research and the use of possible "useful" techniques. In order to analyze the process of maintaining the collapse, it is necessary to analyze the process of maintaining the collapse. The research plan is based on the analysis of the possibility of causing an uneasiness, the possibility of an accident, the possibility of an uneasiness, the possibility, the possibility, In the first place, the train crashed in tens of minutes of time, and the small scale was used to form a sub-structure. The results show that the above-mentioned information is in the process of confirming that you are in need of confirmation. Today, we are looking forward to the study of the characteristics of order, order, and order.

项目成果

Effect of a Capping Inversion on the Stability of an Ekman Boundary Layer

盖帽反演对埃克曼边界层稳定性的影响

• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of the Meteorological Society of Japan
• 影响因子: 3.1
• 作者: Kenshi Hibino;Hirohiko Ishikava;and Keiichi Ishioka
• 通讯作者: and Keiichi Ishioka

Time evolution of streaks in the Ekman boundary layer

埃克曼边界层条纹的时间演化

• 发表时间: 2012
• 作者: Kenshi Hibino;Hirohiko Ishikava;and Keiichi Ishioka;Kenshi Hibino and Keiichi Ishioka
• 通讯作者: Kenshi Hibino and Keiichi Ishioka

Time evolution of Streaks in the Planetary Boundary Layer

行星边界层条纹的时间演化

• 发表时间: 2012
• 作者: 日比野研志;石岡圭一;Kenshi Hibino
• 通讯作者: Kenshi Hibino

LESで再現された大気境界層内のストリーク構造と最適摂動との比較

LES 再现的大气边界层条纹结构与最优摄动的比较

• 发表时间: 2012
• 作者: 日比野研志;石岡圭一
• 通讯作者: 石岡圭一

ラージ・エディ・シミュレーションで再現された大気境界層内のストリーク構造の時間発展の解析

大涡模拟再现大气边界层条纹结构时间演化分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 日比野研志;石岡圭一
• 通讯作者: 石岡圭一