サリバン渦の安定性について
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概要
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サリバン渦は発達した竜巻の2セル構造に類似した特徴をもつ,ナヴィエ-ストークス方程式の厳密解である.本研究ではサリバン渦の線形安定性を調べた.サリバン渦の対称軸方向(鉛直方向)に一様性をもつ水平二次元擾乱を仮定した場合と,三次元擾乱の場合の両方で線形安定性解析を行い,どちらの場合でも方位角方向波数が小さい擾乱が発達しうることを示した.三次元擾乱を考えた場合,サリバン渦の水平流のシアと鉛直流のシアのどちらの効果が大きいかによって,発達モードの構造が変化する.サリバン渦の鉛直方向の広がりを無限遠方まで考えた場合,鉛直流のシアの効果が大きくなり,線形安定性解析では任意の渦レイノルズ数において不安定となる.ただし,渦レイノルズ数が10^4オーダーの場合には,水平流のシアの効果によって,鉛直方向の広い範囲において,水平二次元的擾乱の発達が卓越しうる.
- 2014-02-25
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