2000 Fiscal Year Annual Research Report
自発的高速磁気再結合モデルの電磁流体・粒子計算機シミュレーション
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11440146
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
鵜飼 正行 愛媛大学, 工学部, 教授 (10036444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 光志 愛媛大学, 工学部, 助手 (30304653)
村田 健史 愛媛大学, 工学部, 講師 (20274342)
清水 徹 愛媛大学, 工学部, 講師 (60196524)
大村 善治 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (50177002)
松本 紘 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 教授 (00026139)
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| Keywords | 磁気リコネクション / 電磁流体 / 計算機シミュレーション / 磁気圏サブストーム / 太陽フレア / 宇宙プラズマ / 異常電気抵抗 / 衝撃波 |
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| Research Abstract |
今年度は本研究の2年度目に当たり、初年度に購入したグラフィックスシステムと本年度購入したファイルサーバシステムを有効に活用し、計算機シミュレーションによる多くの研究成果が得られている。太陽フレアや地球磁気圏サブストーム現象などのカタストロフィ現象を理解するために、磁気リコネクション(磁気再結合)を爆発的に発展させる物理機構を解明する事が国際的に中心的な課題となっているが、本研究ではより現実的な異常電気抵抗モデルを設定し、高速磁気再結合過程の成長がその特性的パラメータにどのように依存するかを詳しく調べた。シミュレーション解析の結果、プラズマベータが充分小さい電流シート系では、(微視的)電流駆動型異常抵抗と(巨視的)リコネクション流との正帰還によって一種の非線型不安定性として爆発的に高速磁気再結合機構が発展しうることを示した。また、高速磁気リコネクション発展にともなうジェットは、従来の定説と異なり、アルベン速度をかなり超えるような超音速流になりうることを示した。更に、太陽黒点磁場で重要と考えられているフォースフリー電流シート系において、高速磁気リコネクションの発展機構を詳しく調べた。この場合、磁力線がねじれながら磁気リコネクションが進行し、従来と全く異なったプラズモイドが発生することがわかった。即ち、このような状況では従来のようにプラズモイドの中心に圧力の高いプラズマが密集するのではなく、フラックスロープの形で大振幅インターミーディエイト波として伝搬することを明らかにした。これらの結果をもとに、我々が提唱する自発的高速磁気再結合モデルの正当性を示し、実際の太陽フレアや磁気圏サブストーム現象を説明しうる有力な理論モデルであることを議論した。
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[Publications] M.Ugai and K.Kondoh: "Computer studies on the spontaneous fast reconnection evolution in various physical situations"Phys.Plasmas. (印刷中). (2001)
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[Publications] M.Ugai: "Physical mechanism of spontaneous fast reconnection evolution"Earth Planets and Space. (印刷中). (2001)
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[Publications] T.Shimizu and M.Ugai: "Thermo-dynamic plasma acceleration in asymmetric spontaneous fast reconnection"Earth Planets and Space. (印刷中). (2001)
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[Publications] M.Ugai: "Basic physical mechanism of fast reconnection evolution in space plasmas"Space Science Reviews. Vol.95,No.1. 601-611 (2001)
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[Publications] M.Ugai: "Computer simulations of asymmetric spontaneous fast reconnection"Phys.Plasmas. Vol.7,No.3. 867-874 (2000)
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[Publications] T.Shimizu and M.Ugai: "Adiabatic expansion acceleration mechanism of superfast jet in the spontaneous fast reconnection model"Phys.Plasmas. Vol.7,No.6. 2417-2424 (2000)
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[Publications] M.Ugai: "Basic Physical mechanism of fast magnetic reconnection development, in "Recent Research Developments in Plasmas""Transworld Research Network. 25-39 (2000)
