2023 Fiscal Year Annual Research Report
Hydrodynamics of a Rotating Gas Disk Associated with Outflows
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19K03906
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
花輪 知幸 千葉大学, 先進科学センター, 特任教授 (50172953)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 洋介 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (20397475)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 星形成 / 流体力学 / 数値シミュレーション / 原始星 / ブラックホール / 理論天文学 / アウトフロー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度に投稿した原始星DG Tauへの降着構造であるストリーマーを再現する流体シミュレーションの論文が受理され出版された。また令和2年度の研究を発展させ、3次元極座標の場合にも一様流が厳密解となる流体力学方程式の差分法を導出し、応用を目ざした共同研究を開始した。同じく令和2年度に本課題の拡張として開始した自己重力を考慮した流体力学方程式の数値解法を改良し、空間4次精度を達成することに成功した。この改良により密度分布がより正確に求められるほか、重力エネルギーが直接熱化するという偽の加熱効果を抑えることができる。この初期成果は6月に国際研究集会で口頭発表するとともに、その集録で概要を発表した。年度後半には得られた公式をさらに洗練された形に書き換えられることを見出した。新しく得られた公式は、重力が外場として与えられる場合にも適用可能である。また外場であれば、円筒座標や３次元極座標にも応用できることを見出した。本研究により得られた数値解法のうち、円筒座標でセルの中心と方位角方向の表面、および方位角方向の近傍のセルで基底となるベクトルの向きが異なることを考慮する部分については公開コードCANS+に組み込み、コミュニティーで利用可能にした。自己重力を考慮した流体力学シミュレーションでエネルギーと運動量の厳密な保存を保証するコードはP. Mullen氏の貢献により、公開コードAthena++と結合して利用できるようになっている。これらと並行してアウトフローや円盤を伴う原始星を電波望遠鏡ALMAで観測する国際共同研究プロジェクトに参加し、観測結果の解釈を担当した。
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