磁気流体不安定のモデリング

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06640566
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 三浦 彰 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20126171)
• Keywords: 電磁流体不安定 / シミュレーション / 磁気圏境界面 / 境界層 / プラズマ / ケルビン・ヘルムホルツ不安定 / 惑星間空間磁場

Research Abstract

今年度は、2次元MHDシミュレーションによって、ケルビン・ヘルムホルツ(K-H)不安定の惑星間空間磁場(IMF)の向きに対する依存性を調べること、及びK-H不安定の電離層を含む3次元MHDシミュレーションを行うための3次元MHDコードの開発を目的としていたが、主にIMF依存性のシミュレーションの実行と取りまとめに時間がかかり、3次元MHDコードの開発には着手できなかった。具体的結果は次の通りである。
1. マグネトシースの磁場が北向きの時の方がK-H不安定の発達は顕著であることがわかってきたが、今年度はマグネトシース中の0次の磁場の向きによって境界面のすぐ内側にできる速度境界層の電磁流体的構造がどのように変わるか2次元MHDシミュレーションによって明らかにした。マグネトシース中の磁場が真北を向く時以外は0次の磁場がマグネトシースの流れに平行な成分を持つため、境界層の中でプラズマの圧力、密度、温度は下がり磁場は増大することがわかった。これは真北向きの磁場の場合を除いて磁力管が渦によって曲げられ体積が増え、プラズマが磁力線に沿って膨張するためであることがわかった。つまり、IMFが真北向きの時を除いて境界層はslow rarefaction layerとなることが示された。最近の衛生観測によっても磁気圏低緯度境界層内では磁場の極大と密度の極小が見られることがわかっており、シミュレーションの結果はこの観測事実をうまく説明しうる。
2. K-H不安定のIMFの向きに対する依存性の初期的結果は取りまとめられAGUのモノグラフ「磁気圏境界面の物理」の中の一論文として発行予定である。また詳しい結果は論文にまとめられJ.G.G.誌に投稿中である。

Research Products

• [Publications] Miura,A.: "Physics of the Magnetopause" B.U.O.Sonnerup,P.Song,M.F.Thomsen (in press), (1995)