| 研究課題/領域番号 |
13440143
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
超高層物理学
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
大村 善治 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 教授 (50177002)
|
|---|
| 研究分担者 |
松本 紘 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 教授 (00026139)
小嶋 浩嗣 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (10215254)
臼井 英之 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (10243081)
向井 利典 宇宙科学研究所, 太陽系プラズマ研究系, 教授 (60013695)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
|
| 配分額 *注記 |
14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
2003年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2002年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2001年度: 7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
|
|---|
| キーワード | 静電孤立波 / GEOTAIL / プラズマ波動 / 計算機実験 / 誘導電場 / MPI / ポテンシャル / 宇宙プラズマ / HPI / GEOTAL / HPF |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、大規模な電磁粒子シミュレーションにおける新しい計算手法としてメモリー効率よい電磁波吸収の実現法を、および2次元および3次元電磁粒子コードにおける電荷保存法による電流密度計算を高速化する方法を考案した。また、本研究では粒子コード特有の熱雑音の効果を排除した場合の結果について考察するために、粒子分布関数の位相空間での変化を追跡することのできるブラゾフコードを開発して、それにより電子ビーム不安定性による高次の非線形効果によりラングミュア波の高調波が増幅されて観測される現象を再現することに成功した。電子ビーム不安定性の非線形発展として静電孤立波が形成される過程について、従来は周期境界条件のシステムでしか確認されていなかったが、本研究で開発した自由境界条件のもとに電子ビーム源から電子ビームを放射する実験を初めて行い、放射された電子ビームが静電波と共に変調を受けてシミュレーションシステムをビーム速度で走行し電孤立波が形成される非線形過程が空間発展として展開されることを示した。さらに、1次元のモデルを2次元に拡張して、電子ビームによる静電波の不安定性に加えて、ホイッスラー波および低域混成波が電子ビーム源に近い部分で発生し、静電孤立波の2次元構造が変調を受けて空間発展することを示した。さらに、この過程で現れる2次元ポテンシャル構造に付随して現れる外部磁場に垂直な電場成分のために、ポテンシャル構造を形成している電子が一定方向にExBドリフトして電流構造が現れて電磁界が形成されることを示し観測結果と比較した。一方、これらの現象を駆動している電子ビームの形成メカニズムとして、磁気圏境界層における電流が時間変動することによって生じる大規模な誘導電場による加速の効果を調べ、実際に電子ビームがビューネマン不安定性を経て形成される過程が存在することを確認した。これらの電子ビーム不安定性によって生じる1次元の静電孤立波の構造と特性を理論的に解析した。さらに3次元ポテンシヤル構造について、その存在条件を明らかにした。
|
