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2010 Fiscal Year Annual Research Report

回転球内の2層磁気流体運動の研究

Research Project

Project/Area Number 21654064
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

竹広 真一  京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 道夫  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (90166736)
Keywords地球内核 / 地球流体核 / ダイナモ作用 / 磁気対流 / 回転対流
Research Abstract

外側球殻磁気流体への内側境界条件に対する影響を調べるために,3次元回転球殻磁気流体ダイナモモデルを用いた数値実験を行った.エクマン数を10^<-3>,プランドル数を1,レイリー数を臨界の約5倍に固定し磁気プランドル数を3, 5, 10の3通りに,与えた内側境界での条件を,浮力フラックスが(1)一様な場合,(2)赤道で最大,極で0となる分布の場合,(3)極で最大,赤道で0となる分布の場合,の3通りに変えて,対流が発達し自励的に磁場が発達する様子を観察した.得られた結果は次の通りである
1. 内側境界条件が(1), (2)の場合には磁場が自励的に発達し,ダイナモ作用が維持される解が得られたが(3)の場合には磁場が発達する解が得られなかった
2. (1)の境界条件の場合には内球が外側球殻より速く回転するのに対して,(2)の境界条件の場合には内球が外側球殻に対して逆方向に回転する.これは(2)の極方向の浮力フラックスに伴う浮力分布の緯度傾度が温度風バランスを通じて回転と逆方向の平均帯状流を生成し,その粘性応力によって逆方向に内球が回転させられると考えられる
3. 磁場が自励的に発達した解において内球内への磁場の貫入によるジュール熱は表面付近の10%程度に集中して分布する.これは内球外球境界付近のトロイダル磁場の時間空間変動が大きいために,表皮効果によって内球深くまで浸透できないからであると考えられる

  • Research Products

    (8 results)

All 2011 2010

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Retrograde equatorial surface flows generated by thermal convection confined under a stably stratified layer in a rapidly rotating spherical shell2011

    • Author(s)
      Shin-ichi Takehiro, Michio Yamada, Yoshi-Yuki Hayashi
    • Journal Title

      Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics

      Volume: 105 Pages: 61-81

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fluid motions induced by horizontally heterogeneous Joule heating in the Earth's inner core2011

    • Author(s)
      Shin-ichi Takehiro
    • Journal Title

      Physics of the Earth and Planetary Interiors

      Volume: 184 Pages: 134-142

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the retrograde propagation of critical thermal convection in a slowly rotating spherical shell2010

    • Author(s)
      Shin-ichi Takehiro
    • Journal Title

      Journal of Fluid Mechanics

      Volume: 659 Pages: 505-515

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kinetic energy budget analysis of spiraling columnar critical convection in a rapidly rotating spherical shell2010

    • Author(s)
      Shin-ichi Takehiro
    • Journal Title

      Fluid Dynamics Research

      Volume: 42 Pages: 055501(1-15)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ゆっくりと回転する球殻中の臨界熱対流の回転逆行伝播について2010

    • Author(s)
      竹広真一
    • Journal Title

      ながれ

      Volume: 29別冊 Pages: 32-32

  • [Presentation] Fluid motions induced by horizontally heterogeneous Joule heating in the Earth's inner core2010

    • Author(s)
      Shin-ichi Takehiro
    • Organizer
      The 12th Symposium of Study of the Earth's Deep Interior
    • Place of Presentation
      University of California Santa Barbara(USA)
    • Year and Date
      2010-07-18
  • [Presentation] 水平不均一なジュール加熱により引き起こされる地球内核中の流れ2010

    • Author(s)
      竹広真一
    • Organizer
      第59回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      日本学術会議
    • Year and Date
      2010-06-10
  • [Presentation] 水平不均一なジュール加熱により引き起こされる地球内核中の流れ2010

    • Author(s)
      竹広真一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2010-05-25

URL: 

Published: 2012-07-19  

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