The three-dimensional instability of Kirchhoff's elliptic vortex and the elliptical instability

Autor: Miyazaki, Takeshi, Imai, Takeshi, Fukumoto, Yasuhide
Jazyk: japonština
Rok vydání: 1994
Předmět:
Zdroj: 航空宇宙技術研究所特別資料 = Special Publication of National Aerospace Laboratory. 25:37-40
ISSN: 0289-260X
Popis: 非粘性・非圧縮性流体におけるキルヒホッフ楕円渦の3次元線形不安定性を数値的に調べた。どんな楕円渦も、周方向波数m=1をもつ無数の短波長曲げモードに対して不安定であることが示される。楕円度が弱くなるにつれて、それぞれの不安定モードの軸方向波数は、ウラジミロフとイリインの漸近理論により得られる値に近づき、不安定性が共鳴現象に基くものであることを示唆する。楕円度が強くなると、不安定性を示す波数帯域は拡がり、隣り合う帯域が互に重なるようになる。各々のモードの最大増幅率は、最長波長モードの場合を除き、コリオリの力の影響下にある楕円型不安定性のそれに極めて近い。
The three-dimensional linear instability of Kirchhoff's elliptic vortex in an inviscid incompressible fluid is investigated numerically. Any elliptic vortex is shown to be unstable to an infinite number of short-wave bending modes with azimuthal wavenumber m=1. In the limit of small ellipticity, the axial wave number of each unstable mode approaches the value obtained by the asymptotic theory of Vladimirov & Il'in, indicating that the instability is caused by a resonance phenomenon. As the ellipticity increases, the bandwidth broadens and neighbouring bands overlap each other. The maximum growth rate of each mode, except for that of the longest one, is very close to that of the elliptical instability under the influence of a Coriolis force.
資料番号: AA0004172011
レポート番号: NAL SP-25
Databáze: OpenAIRE