エアチューブ周りの流れの不安定

抄録

　砕波過程において生じるエアチューブの軸方向分裂を模擬する気液を封入した水平回転円筒実験を行い，回転数，円筒幾何形状，封入水体積率に応じて変化するエアチューブの分裂現象を発見し，パラメータ化を通して，その分裂メカニズムを議論した．実験を通して，回転流体中の遠心力に加え，表面張力，浮力（重力）そして抗力が非一様な流れを形成することで発生する流れの不安定が分裂過程を決定することが証明された．エアチューブの分裂形態のおおよその特徴はFroude数で与えられ，軸方向に一様な水層の気体セルへの分裂の開始は限界Froude数及び限界Weber数で決定できる．これら回転円筒内の流れの特徴は砕波形態及び規模の異なるエアチューブの崩壊過程に内在する基本メカニズムになるものと考える．