| 研究課題/領域番号 |
20K03891
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14010:プラズマ科学関連
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
成行 泰裕 富山大学, 学術研究部教育学系, 准教授 (50510294)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 無衝突プラズマ / 磁気流体乱流 / エネルギー散逸 / 粗視化モデル / 非平衡関係式 / 太陽風 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、微視的スケールと巨視的スケールの中間スケールを記述する確率モデル(粗視化モデル)を用いて、宇宙空間プラズマのような粒子同士の衝突が非常に稀なプラズマ(無衝突プラズマ)における乱流のエネルギー散逸の解明に取り組む。具体的には、非平衡過程でも成立する関係式(非平衡関係式)と数値シミュレーションを用いて、巨視的スケール乱流(磁気流体乱流)のエネルギー散逸とクロスヘリシティーや圧縮性などの磁気流体乱流の特徴との関係を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本年度も、前年度から引き続き粗視化モデル(ランジュバン系)を用いた理論的・数値的研究を進めた。具体的には、(1)有限振幅の低周波磁場擾乱がある場合の有効温度の表式の導出、(2)背景磁場に対して平行な運動成分からの非平衡熱(維持熱)が満たす非平衡関係式(有効温度を用いた揺動散逸関係)の導出、(3)近年(本研究課題開始以降)報告された結果との整合性の確認、(4)乗法的(multiplicative)ノイズを含むランジュバン系における平均的なエネルギー散逸の表式の導出、(5)平均的なエネルギー散逸に対する、圧縮性磁場成分を含む非平衡アルヴェン状態中の磁気位相の影響の調査、を行った。
(1)(2)については、前年度から引き続いて直接数値計算を用いた理論式の検証も並行して行っている。(3)については、ローレンツ力を含む(が低周波擾乱を含まない)ランジュバン系について近年新しい結果が報告されているため、それらと本研究の粗視化モデルとの整合性を確認したものである。(4)では、低周波擾乱が無い場合に非マクスウェル分布を定常状態に持つより一般的な系におけるエネルギー散逸を与える表式の導出を行った。(5)では、人工衛星で観測される太陽風磁気流体乱流中で頻繁に見られる、全磁場強度の擾乱が小さい大振幅磁場擾乱について、磁気位相の数理モデルを用いて与える手法を新たに適用した。これは、この数年で進展した内部太陽圏における人工衛星による「その場」観測の結果を反映させるためのものである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
直接数値計算を用いた理論式の検証を慎重に行ったことと、上記のような最近の関連研究の進展を受けた議論の拡張を行ったため、カットオフ波数の影響等のより一般的な場合についての数値計算の遂行に当初予定よりも時間を要しているが、全体としては大きな支障も無く、進捗状況は概ね順調である。昨年度から本年度にかけての結果の一部もすでに論文として投稿中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
カットオフ波数や背景場の非一様性の影響など、より一般的な場合についての数値計算を進め、得られた結果を論文としてまとめる予定である。
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