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プラズマ流体方程式に対するガウス則保証型高次精度衝撃波捕獲法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K04756
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関広島大学

研究代表者

三好 隆博  広島大学, 理学研究科, 助教 (60335700)

研究協力者 松本 洋介  
簑島 敬  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード数値計算手法 / プラズマ物理学 / 磁気流体力学方程式 / 二流体方程式 / 磁気流体方程式
研究成果の概要

物質の流れと電磁場の相互作用を記述するプラズマ流体方程式に対する高精度数値解法の開発は,宇宙・天体物理における重要かつ共通の基盤的課題である。本研究の目的は,プラズマ流体方程式に対するロバストな多次元高精度数値解法を開発することにある。特に磁気流体力学方程式に対するガウス則保証型高次精度衝撃波捕獲法の開発に成功した。また電子・イオン圧縮性二流体方程式についても,ガウス則保証型高次精度衝撃波捕獲法に向けた要素的数値技法を研究開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

様々な宇宙・天体現象において,物質の流れと電磁場が本質的な役割を果たすことが,近年の観測的研究の著しい進展によって明らかになってきた。本研究では,流れと電磁場の相互作用を記述するプラズマ流体方程式に対し,離散的なガウスの法則を厳密に満足するロバストかつ高精度な数値解法を新たに開発した。本研究で開発した手法は,宇宙・天体の突発現象の解明に直結すると共に,電磁場解析など工学的なモデル方程式系に対しても適用可能と期待する。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mechanism of non-steady Petschek-type reconnection with uniform resistivity2019

    • 著者名/発表者名
      Shibayama Takuya、Kusano Kanya、Miyoshi Takahiro、Bhattacharjee Amitava
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 26 号: 3 ページ: 032903-032903

    • DOI

      10.1063/1.5084771

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A New HLLD Riemann Solver with Boris Correction for Reducing Alfven Speed2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, Tomoaki; Miyoshi, Takahiro; Takasao, Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 874 号: 1 ページ: 37-37

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab05cb

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A high-order weighted finite difference scheme with a multi-state approximate Riemann solver for divergence-free magnetohydrodynamic simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Minoshima, Takahiro Miyoshi, Yosuke Matsumoto
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boosting magnetic reconnection by viscosity and thermal conduction2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Minoshima, Takahiro Miyoshi, Shinsuke Imada
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 23

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fast magnetic reconnection supported by sporadic small-scale Petschek-type shocks2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Shibayama,Kanya Kusano, Takahiro Miyoshi, Takashi Nakabou, Grigory Vekstein
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 22 号: 10 ページ: 100706-100706

    • DOI

      10.1063/1.4934652

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 圧力および重力効果を含む彩層・太陽コロナ磁場モデリング2019

    • 著者名/発表者名
      三好隆博, 草野完也, 井上諭
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 移流方程式に対するLTS-WENOスキーム2018

    • 著者名/発表者名
      三好隆博
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A magnetohydrodynamic relaxation method for non-force-free magnetic fields in magnetohydrostatic equilibria2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Miyoshi, Kanya Kusano, Satoshi Inoue
    • 学会等名
      COSPAR 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気静水圧平衡磁場外挿法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      三好隆博, 草野完也, 井上諭
    • 学会等名
      STEシミュレーション研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Force-free磁場に対する高速磁気リコネクション2018

    • 著者名/発表者名
      三好隆博
    • 学会等名
      プラズマシミュレータシンポジウム 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] An investigation of numerical techniques in an MHD relaxation method for NLFFF extrapolation2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Miyoshi, Kanya Kusano, Satoshi Inoue
    • 学会等名
      JpGU-AGU Join Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気流体力学2017

    • 著者名/発表者名
      三好隆博
    • 学会等名
      磁気流体プラズマで探る高エネルギー天体現象研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 振動型生成項を含む双曲型釣合則に対する数値解法2017

    • 著者名/発表者名
      三好隆博
    • 学会等名
      STEシミュレーション研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気静水圧平衡問題に対する新しい磁気流体力学的緩和法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      三好隆博
    • 学会等名
      プラズマシミュレータシンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉛直1次元温度場中の非フォースフリー太陽磁場モデルに対する磁気流体力学的緩和法2017

    • 著者名/発表者名
      三好隆博, 草野完也, 井上諭
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽大気における磁気静水圧平衡磁場の再構成手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      三好隆博, 草野完也, 井上諭
    • 学会等名
      MHD理論研究会「MHDシミュレーションのための先進的数値計算手法」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 完全二流体方程式に対する高次精度数値解法の基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      三好隆博
    • 学会等名
      プラズマシミュレータシンポジウム2016
    • 発表場所
      核融合科学研究所 (土岐市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Weighted compact nonlinear scheme for multidimensional magnetohydrodynamics2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Miyoshi, Takashi Minoshima, Yosuke Matsumoto
    • 学会等名
      18th International Congress on Plasma Physics
    • 発表場所
      Kaohsiung Exhibition Center (Kaohsiung, Taiwan)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Higher-order weighted compact nonlinear scheme for magnetohydrodynamics2016

    • 著者名/発表者名
      三好隆博, 簑島敬, 松本洋介
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ (千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気流体力学方程式に対する高次精度衝撃波捕獲差分スキームの開発2016

    • 著者名/発表者名
      三好隆博, 簑島敬, 松本洋介
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京(八王子市)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] MHD方程式に対する衝撃波捕獲差分法2015

    • 著者名/発表者名
      三好隆博
    • 学会等名
      プラズマシミュレータシンポジウム2015
    • 発表場所
      核融合科学研究所(土岐市)
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマ流中での抵抗性磁気リコネクション2015

    • 著者名/発表者名
      三好隆博, 草野完也, 柴山拓也
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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