| はじめに (1) |  |
 |
 |
| はじめに (1) | |
|
|
回転効果が加わった対流運動については, 理論的・実用的見地から多くの研究が行われている. しかし, 対流の水平スケールがどのような大きさになるかについての 理論的研究は比較的少ない. 一般に, 対流の水平スケールを理論的に予測する場合には, 線形不安定論の結果がまず目安として使われることが多い. 通常の非回転系でのベナール対流においては, レイリーの線形論によると, 最も不安定なモードの波長は系の深さ H に比例する. 特に上下の運動量境界条件がともに粘着条件のときには, 対流の水平スケール L (上昇流から下降流までの水平距離)は, L=√2H によって与えられる. (臨界波数は kc=π/√2H であり, kc=π/L の関係にある. ) 一方, ベナール対流に対する回転効果については, Chandrasekhar1) による線型論によれば ( 補遺A 参照), 臨界波長は回転とともに小さくなる. テイラー数を Ta とすると,
で与えられ, Ta≫1の条件のもとでは, 水平スケールは Ta-1/6に比例する.
回転系での対流の実験的研究は, 近年にいたるまで数多く行なわれている 2)-6). 実験において現実に観測される対流の水平スケールは, 非線形性が働くために線形論の予想とは一般に一致しない. Boubnov and Golitsyn4) は実験結果をもとに 対流の水平スケールを Ra, Ta の関係として次のように表した:
C0は実験的に定めた定数である. Ta が大きくなるほど水平スケールが小さくなっているが, 依存性は線型論とは異なっている. しかし, ここで導出した式は実験結果をもとにした経験式であり, その理論的根拠はない.
| はじめに (1) | |
|
|
