自由表面を有する水槽に流入する噴流の偏向

抄録

自由表面を有する水槽に流入する流れの偏向とその解の分岐について、数値解析および可視化実験により調べた。これまでの研究で、ある同じ条件の下で実験を行っても、流れは底面の方へ偏向する場合と自由表面の方へ偏向する場合のどちらの流れも生じることが知られていた。しかし、同じ条件であっても異なる２つの流れが生じる物理的な原因と理由については明らかにされていない。今回の報告で、著者らは、この流れの数値シミュレーション、定常解の直接計算、解の分岐解析を行うことにより、ある条件の下では複数の安定解が存在し、パラメータを連続的に変えると解の個数が変わることを見いだした。これらの結果から解の分岐構造と偏向の方向を決定付けるメカニズムを明らかにした。また、流れが複数の安定解をもつための条件を明らかにした。可視化実験により、これらの結果を確かめた