2007 Fiscal Year Annual Research Report
連結階層シミュレーションで探るマルチフィジックス・プラズマダイナミクス
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19340180
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
草野 完也 Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 地球シミュレータセンター, ズログラムァィレクター (70183796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 重信 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球シミュレータセンター, グループリーダー (90266924)
杉山 徹 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球シミュレータセンター, 研究員 (20399570)
長谷川 裕記 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球シミュレータセンター, 研究員 (60390639)
島 伸一郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球シミュレータセンター, 研究員 (70415983)
三好 隆博 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60335700)
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| Keywords | 連結階層シミュレーション / マルチフィジック / プラズマ / シミュレーション / MHD / PIC / リコネクション / 太陽 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は異なる計算手法の相互連結によって複合的な物理過程が相互に連関するマルチフィジックスダイナミクスのメカニズムを探ることにある。本年度はその第1年度として、以下の4つのサブテーマに関して連結階層モデルの開発をそれぞれ実施し、初期成果を得た。各テーマの成果は以下の通りである。1.1次元系でのハイブリッドモデルとHall-MHDモデルの連結を実現し、衝撃波粒子加速問題に適応した。その結果、連結階層シミュレーションがフェルミ加速過程を極めて効率よく計算することができることを確認した。2.磁気圏電離層結合系における電離層フィードバック不安定性による沿磁力線電流の増加とそれに伴う粒子加速過程の相互作用を自己完結的に取り扱うことができるMHD-PIC連結モデルの改良を実施し、加速粒子による電離が電離層フィードバック不安定性に与える影響を評価した。3.HLLD法を利用した抵抗テアリング不安定の超高精細2次元MHDシミュレーションを実施し、テアリング不安定性の非線形発展における磁気レイノルズ数(S)依存性をS=10^4まで計算した。その結果、電流シートの第2不安定化に関する臨界S値がS=10^3と10^4の間にあることを確認すると共に、第2不安定化が間欠的ダイナミクスを通して実効的なリコネクションの効率を急激に高めることを見出した。4.大気を流体、雲を粒子で表現する超水滴法のアルゴリズムを改良し、3次元の積雲形成過程に応用することにより、粒子流体連結法が雲モデルとして有効であることを確認した。
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