電気流体力学におけるトポロジカルの乱流の発生機構と性質

电流体动力学中拓扑湍流的产生机制及性质

基本信息

批准号：
04640372
负责人：
甲斐昌一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電気流体力学的不安定性におけるトポロジカルな乱流は二種類あり、最近、発見・研究されるようになった。一つは欠陥乱流で、対流発生分岐点近傍で観測される弱い乱流である。これは、周期構造中に欠陥が発生し、対生成消滅を不規則にくり返す現象である。この場は周期位相場内に発生した欠陥場として考えられるが、欠陥場のみを取り出すことによった逓減法では、記述が不可能であることが分かった。その理由は電気対流系では位相場と欠陥場が結合しており、切り離せないためである。この結果、実験的に観測される1/fスペクトル→ホワイトスペクトルへの遷移のメカニズムや、アスペクト比依存性は、まだ十分理解されていない。また、欠陥乱流発生に関して、ジグザグ不安定性が重要であり、一方、スキュードバリコースとジグザグ不安定性が同時に生じると、一般に周期構造を経づに欠陥乱流に転移すること、スキュードバリコースがジグザグ不安定性よりも先に不安定となる場合には新しい秩序構造、欠陥格子が発生することなどが観測された。現在これらの再検討を行なっている。一方、もう一つのトポロジカル乱流は十分に発達した乱流に生じる乱流-乱流転移に伴って発生する。これは、ディスクリネーション乱流と呼ばれ、液晶の配向特異線が流体場と結合することによって生じる特殊な乱流である。この乱流では次のような性質が実験的に観測されている。(1)ディスクリネーションの密度が新しい乱流の秩序度である。(2)ポテンシャル的な運動をする。(3)分岐現象が不完全型として分類される。(4)発達途中で双安定状態を示し、最終的に単安定へ収束する,いわゆる過渡双安定性を示す。(5)この双安定性は分岐点近傍のみで観測される。(6)液体超流動ヘリウムに見られる量子渦乱流の乱流-乱流転移とよい類似性を示す。以上のような事実が得られているが、その解明は今後の問題として残された。

电水动力学不稳定性中有两种类型的拓扑湍流，最近被发现和研究了。一种是湍流缺陷，在对流生成分支点附近观察到弱的湍流。这是一种现象，其中在周期性结构期间发生缺陷，并且成对产生和歼灭不规则重复。该字段可以被视为周期性相位字段中发生的缺陷场，但是已经发现不能使用仅提取缺陷字段的方法进行描述。这是因为在电交流系统中，相位和缺陷场是耦合并密不可分的。结果，尚未完全了解实验观察到的从1/F光谱到白色光谱和纵横比依赖性的过渡。此外，曲折的不稳定在缺陷湍流的发生方面很重要，另一方面，当偏斜的毛刺过程和同时发生曲折的不稳定时，已经观察到，缺陷湍流通常会通过周期性结构而变化，并且如果弯曲的burr过程会在稳定的结构中变为稳定的结构。这些目前正在审查中。另一方面，由于在发达的湍流中发生的湍流驱动过渡而发生了另一种拓扑湍流。这称为披露湍流，这是一种特殊的湍流，当液晶的比对单数偶联到流体场时，就会发生这种特殊的湍流。在此湍流中已经通过实验观察到以下特性。（1）披露密度是新的湍流顺序。（2）执行潜在运动。（3）分支现象被归类为不完整的类型。（4）它在开发过程中显示出一个可动的状态，并最终收敛于单一的，所谓的瞬态双态。（5）仅在分支点附近观察到这种bistablites。（6）它显示出与液体超流体氦气中量子涡流流的湍流驱动过渡的良好相似性。已经获得了上述事实，但是澄清仍然是未来的问题。