2016 Fiscal Year Research-status Report
太陽風磁気流体波による乱流スペクトル異方性の生成過程
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15K17770
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
成行 泰裕 富山大学, 人間発達科学部, 准教授 (50510294)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 太陽風 / 磁気流体乱流 / アルヴェン波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず、背景の平衡分布として「見かけの温度」が含まれる場合のアルヴェン波の性質について議論を行った。最も簡単な近似にとして太陽風中のWKB的な径方向発展を考えた場合、比熱比3/2の背景流体として扱えることが分かった。一方で、WKB近似よりも見かけの温度も含めて比熱比5/3の流体と見なした場合の方が見かけの温度の径方向発展はHelios衛星により観測値に近いことが分かった。平衡分布として「見かけの温度」を近似した場合のアルヴェン波の不安定性について線形解析を行った結果、実空間のフィルター関数の形状に由来する人工的な振動が解に現れること、その人工的な振動はアルヴェン波の波長とフィルター幅が十分スケール分離されていれば無視することが出来ることが分かった。また、ランダウ流体中で運動論効果により現れるヒルベルト変換の項を磁場ゆらぎ-密度ゆらぎの相関部分からのランダムなずれ(確率変数)とみなし、それを半理想気体の比熱を用いてモデル化した。同時に、運動論効果により流体理論から大きく修正される非共鳴粒子の寄与 [Spangler, POF, 1989]についても、半理想気体の比熱を用いた経験式を求めた。運動論効果を近似する経験モデルはヒルベルト変換を方程式内で用いる必要が無く、数値モデルを考える上で有用である。上記と並行して、3次元の流体モデル(KTDNLS)を用いてアルヴェン波の非線形発展の解析を行った。従来知られていたように偏波およびベータ比に対する不安定性の依存性があるが、TDNLSの極限(アルヴェン速度と音速が同オーダー)においては斜め伝搬波動の励起が強いこと、ランダウ減衰により斜め伝搬波動の励起が抑制されること、を示唆する計算結果が得られた。現在はサイクロトロン減衰の効果を入れたモデルを用いて詳細な解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度に理論モデルの検討に予定よりも時間をかけた分、数値計算の進捗が遅くなっている。ただし、それを除くとおおむね順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、前年度、前々年度に議論したような種々の効果を含んだ数値計算を進め、アルヴェン乱流が太陽風乱流のスペクトル異方性を生成する詳細な過程の解明を目指す。また、非線形スペクトラム分解を用いた乱流スペクトルの解析に取り組み、従来の描像と比較する。
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| Causes of Carryover |
国際会議での発表および論文の出版が平成29年度にずれ込んだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際会議での発表および論文の出版に対し使用する予定である。
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