2005 Fiscal Year Annual Research Report
自発的高速磁気再結合モデルの三次元計算機シミュレーション
| Project/Area Number |
16540450
|
|---|
| Research Institution | Ehime University |
|---|
Principal Investigator |
鵜飼 正行 愛媛大学, 工学部, 教授 (10036444)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 徹 愛媛大学, 工学部, 助教授 (60196524)
近藤 光志 愛媛大学, 工学部, 助手 (30304653)
|
|---|
| Keywords | 磁気リコネクション / 電磁流体 / 三次元シミュレーション / 磁気圏サブストーム / 太陽フレア / 衝撃波 / プラズモイド / TCR |
|---|
| Research Abstract |
本年度は本研究の2年目にあたり、我々が提唱する自発的高速磁気リコネクション機構の三次元構造について基礎研究を行うと同時にフレア現象への具体的応用を考えた。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。この問題は従来、二次元問題に対して研究が進められてきたが、本研究では、実験室でも観測されている現実的な異常電気抵抗モデルを用い、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基本的三次元的状況で調べてきた。その結果、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形不安定性として高速磁気再結合機構が、三次元空間でも発展しうることを示した。また、定在的スローショックを伴う高速磁気再結合機構が有限の領域に閉じ込められて成長し、維持されており、その基本的構造は二次元モデルとよく一致していることが確かめられた。これにより、高速磁気再結合機構が三次元電磁流体方程式の究極解として実現されうることを世界で最初に実証した。特に、高速磁気再結合機構の発展に伴う衝撃波の存在が明確に実証されており、現在その三次元構造の定量的解析を進めている。この結果は、地球磁気圏テール領域で観測されてきたTCR現象に応用され、定性的、定量的によく一致することが世界で最初に実証されている。現在、更に磁気圏サブストームや太陽フレアに関連した観測結果への具体的応用研究を継続中である。
|
