[M-IS27] 地球流体力学：地球惑星現象への分野横断的アプローチ

[MIS27-P06] 連続成層粘性流体中で鉛直に振動する長方形断面角柱まわりの渦と内部重力波の室内実験

*本井 達夫¹、村上 茂教¹、木下 宣幸¹、大泉 三津夫¹、加藤 輝之¹ (1.気象大学校)

キーワード：渦、内部重力波、室内実験

塩水による連続成層粘性流体中で鉛直に振動する長方形断面角柱まわりの渦と内部重力波を室内実験で可視化して調べた。可視化法としては、流跡法、流脈法およびモアレ法を用いた。実験から得られた結果を以下のようにまとめる。
（１）長方形断面角柱でも正方形断面角柱や円柱と同様に、渦が粘性によって長方形断面角柱のまわりに誘起された。
（２）渦は長方形断面角柱の角の両壁面近傍に1つずつ互いに逆回転で２つ形成された。
（３）渦に伴う流れによって、内部重力波の波源域が長方形断面角柱の各々の角の両壁面近傍に2箇所形成され、4つの角で合わせて全部で8箇所において内部重力波が励起された。
（４）実験で観測された波源域付近の内部重力波の流体粒子は各瞬間で楕円に沿う運動をしており、線形理論の解析解から期待される共振方向（長方形断面角柱の強制振動数と連続成層流体の固有振動数（ブラント・バイサラ振動数）によって規定される方向）の直線往復運動ではないが、波源付近の速度場にはこの共振方向と同じ方向の速度が含まれていた。
（５）角柱の振動が続く限り、波源付近の流体粒子の共振方向の押しと引きの運動により、共振方向外側に向かって振動のエネルギーが輸送され、角柱の４つの角付近からそれぞれ2方向、合計8方向に内部重力波の射線が形成された。