2001 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, 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3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昨年度購入したファイルサーバシステムを有効に活用し、多くの研究成果が得られている。まず、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の基本的物理機構を理解するため、精密なシミュレーションコードや膨大な数値データを処理する三次元可視化ツールを開発した。これにより、(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多くの特性的物理パラメータに対して実証し、我々が提唱する自発的高速磁気再結合モデルの有用性を示した。更に、太陽黒点磁場で重要と考えられている、一般的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、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ような二重構造をもつプラズモイドが発生することがわかった。また、精密な三次元電磁流体シミュレーションを実行し、大規模な磁気ループが発展しうることが、自発的高速磁気再結合モデルを用いて実証された。この場合、高速磁気再結合ジェットは三次元的に限定された範囲で超音速になり、磁気ループと衝突することによりファーストショックがループ前面に発生する。リコネクションジェットは磁気ループ前面に向かって顕著に(三次元的に)収束し、その結果ファーストショックは空間的に局在されることがわかった。このような三次元磁気ループ構造を精密に調べたのは本研究が最初であり、磁気圏サブストームにおける磁場ダイポール化現象や太陽フレアにおけるループ加熱現象の解明に重要になる。
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[Publications] M.Ugai, T.Shimizu: "Computer studies on the spontaneous fast reconnection evolution in a force-free current sheet system"Phys. Plasmas. (印刷中). (2002)
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[Publications] K.Kondoh, M.Ugai: "Computer simulations of flux transfer event : Effect of solar wind flow"Adv. Space Res.. (印刷中). (2002)
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[Publications] M.Ugai, K.Kondoh: "Computer studies on the spontaneous fast reconnection evolution in various physical situations"Phys. Plasmas. Vol.8, No.5. 1545-1552 (2001)
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[Publications] T.Shimizu, M.Ugai: "Thermo-dynamic plasma acceleration in asymmetric spontaneous fast reconnection"Earth Planets and Space. Vol.53, No.6. 673-676 (2001)
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[Publications] M.Ugai: "Physical mechanism of spontaneous fast reconnection evolution"Earth Planets and Space. Vol.53, No.6. 431-437 (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)
