2021 Fiscal Year Research-status Report
Direct estimation of turbulent transport coefficients in solar mean-field dynamo models
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19K14756
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
飯島 陽久 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (90783952)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 乱流 / 太陽 / 磁場 / 光球 / ダイナモ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽・恒星ダイナモ問題に関して、熱対流に伴う乱流を模擬した平均場モデルに基づいて、数多くの研究が行われてきた。しかし、平均場モデルにおける自由パラメータである乱流輸送パラメータは定量化されず、平均場モデルの計算結果が観測結果と合うように調整されている。本研究では、太陽表面構造の正確なモデル化が可能な輻射磁気流体計算を用いて、太陽ダイナモ過程の平均場モデルにおける乱流輸送パラメータの直接評価を目指している。
2020年度までに、乱流輸送パラメータの評価部分の実装が完了し、初期成果が出ていた。また、その直接評価に利用する輻射磁気流体コードの改良、および深部対流への拡張の検討を開始していた。本年度(2021年度)は、特にコード全体の最適化・高速化と、磁場からのフィードバックがある状況へ対応するための安定性の向上、大規模なデータに対応するための入出力部分の改造を実施した。これにより、大規模な計算への準備はほぼ整った状態にある。一方で、今年度中の出版を予定していた初期成果の論文化には手こずっている。実験結果から、乱流輸送パラメータの振幅・空間分布が計算領域サイズへ依存することが確認された。そのため、今後計算領域サイズに対する収束性を確認する必要がある。また、予想していなかった平均場磁場の傾きにより、乱流輸送パラメータが変化するという挙動を確認している。数値的・統計的な不定性と切り分けながら、これが物理的な現象なのか、どのような解釈が可能か検討していく必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初期成果の解析が進み、乱流計算の設定に由来する不定性、評価手法に由来する不定性、熱対流のランダム性に由来する不定性などの複数の不定性が乱流輸送パラメータの評価に影響を及ぼしうることが明らかになってきた。これを解消するには、ある程度数値的なパラメータ空間を広げて系統的な計算を実施し、物理的な描像の切り分けを行う必要があると考えている。本年度はコードの改良による大規模計算の準備が出来たため、パラメータサーベイを行うことでこれらの不定性を解消し、物理的な描像を抽出出来ると期待している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は来年度(2022年度)が最終年度になる。来年度は数値的なパラメータに関するサーベイ計算を実施し、物理的な描像の抽出と研究成果の論文化を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の流行により学会・研究会がオンライン主体になり、旅費等が浮いたため。繰越分は、解析・論文執筆用の計算機購入、計算データ保存のための追加ストレージの購入、論文出版、旅費等に当てる計画である。
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