地球流体中には秩序渦構造が存在し, その相互作用が乱流動力学ばかりでなく, スカラー輸送現象を支配する.Meacham (1992) とMeachamら (1994) は準地衡風方程式の非定常厳密解 (一様ポテンシャル渦度の楕円体渦領域解) を求めた.本論文では, 楕円体渦領域近傍におけるスカラー輸送現象を, Melnikov関数による解析と数値計算によって調べる.傾斜回転楕円体渦は鉛直軸周りに定常回転するため, 回転座標系でみると, スカラー量は閉じた流線に沿って移送され, 混合が起きない.しかし, 流線の中にホモクリニック軌道やヘテロクリニック軌道が存在し, 微小な撹乱が加わるとそれらの軌道の周辺にカオス的な混合が生じる.

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絶縁材を挟むようにドーナツ型上部電極とその内径と同じ外径を有する円形下部電極を同軸に配置したDBD (dielectric barrier discharge) フ.ラズマアクチュエータに, 常温常圧下で高電圧.高周波信号を入力することにより, 壁面に対して垂直方向にきのこ雲状のwall normal jetが生成される.上部電極の内径がd_i=30, 50, 70 mmの DBD フQラズマアクチュエータから生成される同軸円環噴流速度場をPIV を用いて解析した.電極間に印加する矩形波電圧の立ち上がり時間をT^E90%=5.0×10^-6 sec に固定した場合, 周波数に比例して代表的な速度が上昇し, 同一の周波数のもとでは di の増大とともに速度が減少することを見出した.

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序章では, 宇宙輸送系の構築にとって極超音速流の理解は最も重要なキーテクノロジーのひとつであることを述べた.宇宙輸送系が飛行中に遭遇する極超音速流の本質を把握することは, 宇宙輸送系実現の成否を左右するといえよう.序章では「極超音速流とは何か?」を述べたので, 本章では, 「それでは, 極超音速流はどのようにしてつくられるのか」ということについて述べることとする.

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