| 研究概要 |
地球流体核内の分子拡散率は非常に小さいので,大規模な場は小規模な流れによって輸送されていると考えられている.このように輸送という役割を担っている核内の乱流は,地球の回転,重力,そして磁場の影響により非等方的になっている.しかしながら非等方性の影響はまだ理解されていない.本研究では,流体核内の小さな領域において周期境界条件を適用し,非等方的な乱流輸送をパラメータ化するために大規模な直接数値計算を行った.そして,流体核内で生じている乱流輸送の非等方性を調べ,渦拡散テンソルを見積もった.さらに,様々な無次元パラメータ,磁場の方向そして重力の方向に対する数値計算を行い,渦拡散テンソルのパラメータ化を行った.2次モーメント量を用いて乱流熱流束を表現し,直接数値計算の結果とモデルとを比較すると,時間変動などがうまく表現されていることがわかった.人為的に非等方的な渦拡散テンソルを与えて数値計算を実施した.そして,磁場及び速度場の複雑な3次元的振舞を調べるために動画を作成した.その結果,運動エネルギーが小さいにもかかわらず,磁気エネルギーが大きくなる状態が間欠的に現れる場合があることがわかった.これは大規模な磁場生成に対して非等方的乱流輸送が影響を及ぼすことを示唆する.また,乱流熱輸送は温度勾配に対して線形であるように表現されているが,温度勾配の方向と重力の方向が平行でない場合,特にその角度がπ/2より大きい場合には,単純に局所的モデルをグローバルな計算に取り入れることはできないことがわかった.
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