Global simulation of the Earth's magnetosphere with new electromagnetic-fluid-dynamics including non-MHD effects

• Project/Area Number: 24KJ1298
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 関戸 晴宇 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2024-04-23 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2026: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2025: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2024: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)

Outline of Research at the Start

磁気流体力学シミュレーション手法に対し、4次までの高次モーメント量を導入する。磁気流体力学方程式系の保存則及びモーメント量の時間発展を解く方程式は、Vlasov方程式のモーメントをとることで導出される。高次モーメント量の導入により磁気流体力学にジャイロ粘性効果を反映させることができる。
新手法の開発の後、宇宙プラズマ中で発生する物理過程について、運動論シミュレーションとの比較を行うとともに、地球磁気圏の数値シミュレーションを行う。ジャイロ粘性効果及び慣性効果の導入により空間解像度の制限を取り払うことができるため、従来のグローバル磁気圏MHDシミュレーションよりも高解像度で計算を行う。