力学系と線型安定なせん断流における乱流遷移

ECKHARDT Bruno; FAISST Holger; FAISST Holger; SCHMIEGEL Armin; SCHNEIDER Tobias M.

文献

J-GLOBAL ID：200902294025783005 整理番号：08A0302940

力学系と線型安定なせん断流における乱流遷移

Dynamical systems and the transition to turbulence in linearly stable shear flows

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資料名：
巻： 366 号： 1868 ページ： 1297-1315 発行年： 2008年04月13日
JST資料番号： D0317A ISSN： 1364-503X 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

流れを駆動する作用が強くなるにつれて層流速度分布が不安定になる流れの乱流遷移は制御パラメータの明確な値で発生する。この典型はレイリー・ベナール対流やテイラー・クエット流れである。しかし,平行平板間のクエット流れや円管の圧力流れでは,それらの直線速度分布,放物速度分布はすべてのレイノルズ数について線型安定で,有限振幅の摂動が遷移の引き金となるが,その過程は複雑である。2次元クエット流れについてはポロイダル渦輪からなる突発擾乱を挿入しその発展を計算した。擾乱のエネルギー密度,せん断強さを指標として発生した非線型持続振動の持続時間を調べた。遷移レイノルズ数を客観的に定めるため乱流維持時間の確率を用いた。Nagata(1990)によって発見されたストリーク構造を調べた。円管流についても初期渦を導入し,その発展を計算した。そのすべてのコヒーレント構造は下流方向に軸を持つストリークである。この構造の相関関数を求め,対称性の存在を明らかにした。これらの結果は遷移の特徴はアトラクタというより特異サドルであることを示している。

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管内流

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