1986 Fiscal Year Annual Research Report
磁気リコネクションによる電気力学的エネルギー変換機構のシミュレーション
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61540308
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
鵜飼 正行 愛媛大, 工学部, 助手 (10036444)
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| Keywords | MHDシミュレーション / 磁気リコネクション / MHDショック / プラズマ加熱 / フレアー / サブストーム / プラズモイド / ベクトル計算機 |
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| Research Abstract |
二次元電磁流体コードを用い、ベクトル計算機の機能をフルに利用できるように工夫する事により大規模なプラズマシミュレーションを実行できた。シミュレーションでは、異常電気抵抗と結合する事により系内部より自発的に発展するリコネクションにともなう様々な現象を調べた。主な成果は次のようにまとめられる。
1.初期的電流シートの厚みに比べて充分長い系においては、たとえ系が完全に閉じられていたとしても、急激なリコネクションが成長できる。速いリコネクション過程にともなってスローショックが、更に磁気ループの前面にファーストショックが形成され、系全体が一気に崩壊される。
2.閉じた系におけるファーストリコネクション機構によってプラズマはスロー、およびファーストショックによってきわめて効果的に加熱される。約一桁温度上昇をうけたプラズマは磁気ループに沿って分布する。これは磁気圏サブストームにともなうオーロラ粒子やVan Allen帯粒子の生成、ならびにフレアー現象で観測されるポストフレアーループヒーティングを説明しうるに充分な加熱機構である。
3.更に長い系において一方の側面が自由境界の場合、磁気リコネクションの発展にともないプラズモイドが成長し、アルベル速度のオーダーで伝搬する。これは地球磁気圏尾部において観測される大規模なプラズモイドを説明しうる。
以上は二次元数値計算であるがそれでも現在のベクトル計算機の性能をほぼフルに利用する事が必要である。より現象論的に議論するためには三次元計算が重要であり、そのためにはベクトル計算機をギリギリまで利用できるような様々な工夫が必要であり、今後の研究の中心となろう。
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[Publications] M.Ugai: The Physics of Fluids. 29. 3659-3667 (1986)
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[Publications] M.Ugai: Geophysical Research Letters. 14. N L02 (1987)
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[Publications] M.Ugai: Nonlinear growth of fast reconnection in the long tearing-type field geometryThe Physics of Fluids.
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[Publications] M.Ugai: Journal of Geophysical Research.
