Development of a high-resolution scheme for relativistic magnetohydrodynamics that opens up an interdisciplinary research
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20K11851
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60100:Computational science-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
三好 隆博 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (60335700)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 博之 駒澤大学, 総合教育研究部, 准教授 (80613405)
野中 千穂 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (10432238)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 磁気流体力学 / 高解像度数値解法 / 学際領域開拓 / 高エネルギー原子核物理学 / 高エネルギー天体物理学 / 相対論的磁気流体力学 / 高次精度補間 |
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| Outline of Research at the Start |
高エネルギー現象のマクロなダイナミクスは相対論的流体力学の枠組みでよく記述される。特に宇宙ジェットなど高エネルギー天体現象では磁場の果たす役割が大きいと考えられている。一方、高エネルギー原子核衝突実験において、衝突点近傍に極めて強い磁場が生成されると理論的に予測される。そこで本研究課題では、高エネルギー天体物理と高エネルギー原子核物理の学際領域の開拓を目指し、相対論的磁気流体力学に関する先進的な数値計算基盤を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、相対論的磁気流体力学に対する高解像度数値解法を研究開発し、高エネルギー磁気流体力学現象に関する次世代シミュレーション研究の基盤を構築すると共に、数値相対論的磁気流体力学を通して、高エネルギー原子核物理学と高エネルギー天体物理学の学際的研究領域を開拓することにある。
特に頑強かつ高効率で不連続解を厳密に解像可能な新たな近似リーマン解法を探求したが、既存の相対論的なHLLD近似リーマン解法［Mignone, et al., 2009」を超える高解像度・高効率数値解法の提案には至らなかった。しかし、非相対論的な磁気流体力学高解像度数値解法を通して、高次精度補間法に関する考察［Miyoshi and Minoshima, 2020］や全マッハ数領域における高安定、高精度化の指針［Minoshima, et al., 2020, Minoshi and Miyoshi, 2021］を得た。
また学際的応用研究として、Milne座標系における相対論的抵抗性磁気流体力学に対する高解像度数値シミュレーションコード［Nakamura, et al., 2023a］を開発し、世界に先駆けて電気伝導度を考慮したクォーク・グルーオンプラズマの動的モデルの構築に成功した。このコードを用いて、対称衝突系（Au-Au衝突）および非対称衝突系（Cu-Au衝突）における電磁流体力学的膨張過程の電気伝導度依存性［Nakamura, et al., 2023b」や指向流れおよび楕円流れに対するcharge-oddな寄与［Nakamura, et al., 2023c］に関する調査を実現した。合わせて、学際的な基礎研究として、背景磁場効果を含むカイラルプラズマ不安定性に関する理論・シミュレーション研究も行った［Miyoshi, et al., 投稿準備中］。
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Report
(4 results)
Research Products
(22 results)
