| 研究課題/領域番号 |
15540428
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
超高層物理学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
羽田 亨 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (30218490)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
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| キーワード | MHD波動 / MHD乱流 / 位相相関 / 非線形波動 / 粒子拡散 / 磁気流体乱流 / 磁気流体波動 / 乱雑位相近似 / 構造関数 |
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| 研究概要 |
太陽風中MHD(磁気流体)乱流を構成する大振幅MHD波動の位相相関について、Geotail衛星データの解析および計算機実験により解析を行い、位相相関の大きさの定量化、位相相関の起源の解明、波動間のエネルギーのやり取りと位相相関生成との関係、位相相関を持つ乱流中の高エネルギー粒子の拡散過程について、知見を得た。具体的には内容は、以下の通りである。
1.与えられた時系列データから、異なる位相分布を持つ2つのサロゲートデータを作り、これらの構造関数から位相相関を求める手法を開発・整備した。この手法の誤差、必要なデータ数などの統計評価を行った。さらに、ウェーブレット変換を用いて時系列データにフィルター処理を行い、位相相関を形成する波動が主としてどの周波数帯のモード間結合によるものかを明らかにした。磁気圏フォアショック領域のMHD波動の場合、主波動(親波)のカスケードにより乱流形成の過程では、ほぼイオンサイクロトロン周波数程度までは位相相関が保たれている。
2.3波共鳴組、3波共鳴組を多数連結した多自由度系、アルフヴェン系(DNLS系)、ホールMHD系などを用いた数値実験により、モード間にエネルギー交換が行われる際に位相相関が生成されることを確認した。また、エネルギー交換を行うモードは必ずしも近隣相互作用ではなく、離れたモード間の長距離相互作用もあり得ること、これが波数空間における一種の雪崩現象であることを明らかにした。
3.位相相関をもつMHD乱流中の高エネルギー粒子の拡散・加速過程について、主としてテスト粒子シミュレーションにより解析を行い、非ブラウン運動的な荷電粒子の運動をレビ統計を用いて記述し、ゆらぎの統計との関係を定量的に議論した。
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