2013 Fiscal Year Research-status Report
相対論的2流体モデルで明らかにするパルサー風のシグマ問題
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25800101
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
天野 孝伸 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (00514853)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 相対論的プラズマ / 数値シミュレーション |
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| Research Abstract |
本年度はまず相対論的2流体方程式に関する数値解法の調査および評価を行った. 宇宙・天体プラズマにおいては超音速の流れと乱流が普遍的に見られることから, 近年では衝撃波のような不連続をシャープに捉えつつ滑らかな波動(乱流)についても散逸させることなく扱うための手法が提案されるようになっている. 一方で, これらの手法の相対論的2流体方程式への適用可能性は明らかではないため, まずは既存手法を実装することで, その有効性を調べた. 具体的には, 既存コードに実装されていたWENO5スキームに加えてMP5などの高精度スキームを実装し, 1次元コードにて性能評価を行った. 問題にも依存するが, 概してMP5スキームは既存コードの(WENO5)スキームと同等以上の性能を有することを確認した. 現在は多次元への拡張を進めている.
加えて, 類似の方程式系である非相対論の他流体方程式系についても新規にコード開発を開始した. この方程式系は相対論的2流体方程式と多くの共通性があるため, 並行して開発を進めている. 相対論コードと同様に現在は多次元化を行っている.
また他流体方程式のうちイオン成分を運動論的に扱うハイブリッドコードの新規開発も行った. ハイブリッドコードでは通常流体として扱う電子の慣性を無視するが, 有限の慣性を考慮することにより, これまでは困難であった低密度領域の数値的取り扱いが可能になることを示した.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
より一般的なコードを目指して非相対論な場合の他流体方程式系についても検討およびコード開発を行っているため, 相対論的2流体コードについては少し遅れている. ただし相対論についても既存の数値手法の実装・評価をほぼ終え, 既に多次元化に着手しているため大きな問題とは考えていない.
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| Strategy for Future Research Activity |
数値計算スキームのコアな部分に関しては既にほぼ開発を終えたこと, また多次元化は容易であることから当面は粛々と開発・テストを進めていく方針である. コードの並列化は今後の課題であるが, 用いている手法が比較的並列化が容易な有限差分法であることからそれほどの困難は予想していない.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初計画よりも一般的で包括的な数値シミュレーションコードとする方針としたため開発要素が増え, このため会議参加などを一部見送ってコード開発に専念する時間にあてた. 従って会議参加のための旅費などは次年度に繰り越すこととした.
主に国際会議参加のための旅費とする.
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