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数値的に生成された竜巻状の渦の性質

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  • Characteristics of Numerically Generated Tornado-like Vortex

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抄録

竜巻の渦内の気流性状や渦と物体との相互作用を明らかにすることを目的に,数値計算手法を用いて竜巻状の渦の作りだす数値シミュレーターを作成し,計算条件を変化させて,種々の形態をもった竜巻状の渦を作り出した。本報では,作り出された渦の生成条件や渦内の気流性状について報告する。

A numerical tornado simulator was developed and a tornado-like vortex was generated numerically by Large Eddy Simulation. The tornado simulator consists of a convection region and a convergence region. A series of unsteady flow fields of vortex were generated and examined the flow characteristics with varying the inflow conditions, the boundary conditions, and the configuration of calculating domain. Some of the typical vortices ; single core type without mean down flow region in the core, single core type with mean down flow region in the core, multiple core type and swirling core type were presented. The flow characteristics of the single core type with mean down flow region in the core were examined. The common future of these vortices was summarized as, 1. The differential pressure ? P from the surrounding mean pressure decreases to the value of 2?P/ρV2tmax=-1.5 at the position where the maximum tangential wind speed occurs, where is ρ the air density, Vtmax the maximum tangential wind speed. 2. The tangential wind speed decreases to the half of Vtmax at three times of the maximum tangential wind speed radius.

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