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ケルビン・ヘルムホルツ不安定性

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2009/04/25 19:21 UTC 版)

KH不安定に伴う波雲

KH不安定に伴う波雲

葛飾北斎『冨嶽三十六景 神奈川沖浪裏』。気液界面におけるケルビン・ヘルムホルツ不安定性によって海水面に生じる波頭の例。

ケルビン・ヘルムホルツ不安定性(英：Kelvin–Helmholtz instability)とは流体力学上の概念で、層を成しており各層ごとに密度の異なる流体が、お互いに異なる速度で水平運動するときに発生する、流体の不安定である。KH不安定、KHIとも呼ぶ。

密度や移動速度が異なる流体が接触している界面では、密度と渦度が不均一になり、界面に擾乱を与えるとそれが成長する。これにより、流体の運動が不安定化する。

ケルビン・ヘルムホルツの名は、流体力学の発展に貢献したケルビン卿ことウィリアム・トムソン、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツの2人にちなむ。

水や大気などの層流がある場所でよく発生する。海では、塩分濃度の高い海水と河川から流入する淡水とが入り混じり、濃度の異なる層が形成されることがあり、ここで2層に速度差があると不安定になる。

また河川では、流速の異なる2つの流れが合流する地点で微小な擾乱を発生させると、擾乱を隔てた2流の界面に水圧の差圧（力勾配）が生じるためこれが成長する。つまり、不安定の状態になる。

大気でも、密度（温度や気圧）差と速度差のある大気が接している所で、不安定になる。どちらか一方の層が雲のある層でもう一方は雲がない場合、不安定によって発生した界面が雲の形となって現れる。

出典

• 身近な流体不安定性

関連項目

• レイリー・テイラー不安定性
• リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性
• プラトー・レイリー不安定性