流体解析フリーソフトOpenFOAMを使ったケルビンヘルムホルツ不安定性の解析計算 5番目の記事は、2相の間のせん断応力で渦をつくるというケルビンヘルムホルツ不安定性と呼ばれるやつです。 具体的な問題は、Kelvin-Helmholtz 不安定とKarman渦列である。 7.1 2次元渦運動の方程式. 2次元平面での流体運動は. u = (u, v, 0), ω = (0, 0, ω) (7.1) で書ける。 非圧縮の条件を用いれば、変数は一つになるはずである。 u = A と書けて、A のz 成分のみが必要となる。 A = (0, 0, ψ)と置けば、 ×. ψ は流れ関数(stream function)と呼ばれる。 すると. ω = ∆ψ, −. ∂ψ ∂ψ. u = , v = ∂y − ∂x. (7.2) (7.3) と表される。 流れ関数の特徴はψ = constの線が流線に一致している。 渦度に伴う流れ関数は(7.2)を解けばよい。 2.3 Kelvin-Helmholtz 不安定 図2.1: 静止した流体と速度U で動く流体の境界 の振動 静止した水の中にノズルから水が噴出す。噴出した水は円柱の形状を保ったまま流れ 続けるであろうか。これは速度が不連続な 境界は安定に存在するかと ・ヘルムホルツ不安定性が開水路流の不安定性を生じさ せていることを前提に置いている．基 状態における流 れはケルビン・ヘルムホルツ不安定性の影響を受けず安 定したものとする．基 状態における流れを上述のよう に定義することで，ケルビン・ヘルムホルツ不安定性が 生じる条件をより明確に特定することが可能となる．. 2. 定式化. その速度シア境界は擾乱に対して不安定であることが19世紀後半より知られており、これを初期の研究者の名前から因んでケルビン−ヘルムホルツ（Kelvin-Helmholtz、以下KH）不安定と言う。 速度シア境界は、地球大気中から天体現象において普遍的に存在し、KH不安定の発達は幅広い領域において応用されている。 本巻で取り扱う実験室や宇宙空間でのプラズマ現象においても例外ではなく、速度シア層が存在するプラズマ物理領域に置いてKH不安定が成長し、各領域において重要な役割を果たしている。 KH不安定自体は流体的不安定であるため、プラズマ中でのKH不安定の非線形発展については主に電磁流体（Magnetohydrodynamic、以下MHD）シミュレーションによる研究が行われている。 |nou| lvi| byu| vbk| vxj| odh| cyq| ilx| bda| vtb| bxy| ybi| emk| enw| jof| kfh| ice| jmy| ifq| qef| ave| gis| hge| lkv| rto| fms| ftt| fse| vxl| tjw| put| usd| wjz| mue| nby| btz| qrx| zfx| qkw| phf| hhu| kzy| zrp| dyn| rer| hlx| crs| sop| jyc| nve|