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高精度ダイナモシミュレーションスキームの開発:超低粘性ダイナモの実現

研究課題

研究課題/領域番号 22740292
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関東京工業大学

研究代表者

高橋 太  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (20467012)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード地球ダイナモ / 数値シミュレーション / ダイナモ / 地磁気 / 外核 / 粘性 / シミュレーション / 結合コンパクト差分法
研究概要

地磁気生成メカニズムの解明に向けて、地球ダイナモの高精度数値シミュレーションコードを開発した。ベンチマーク問題を解くことによって、本コードの精度を確認した。地球のコアの状態に近い強磁場状態を再現し、強磁場の効果によって、低粘性状態において典型的なシート状の流れに加えて、大規模な流れ場が生じることを発見した。磁場生成過程の詳細な解析手法を開発し、強磁場が生成される領域に現れる流れ場の構造の特徴を明らかにした。また、高温高圧実験の結果に基づく数値シミュレーションによって外核の二層構造の可能性を示した。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] A detailed analysis of a dynamo mechanism in arapidly rotating spherical shell2012

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi, and H. Shimizu
    • 雑誌名

      J. FluidMech

      巻: 154

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of ahigh-order combined compact difference scheme in problems of thermally driven convection and dynamo in rotating spherical shells2012

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 雑誌名

      Geophys. Astrophys. Fluid Dyna.

      巻: 106 ページ: 231-249

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of a high-order combined compact difference scheme in problem of thermally driven convection and dynamo in rotating spherical shells2012

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Takahashi
    • 雑誌名

      Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics

      巻: 106 号: 3 ページ: 231-249

    • DOI

      10.1080/03091929.2011.565337

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A detailed analysis of dynamo mechanism in a rapidly rotating spherical shell2012

    • 著者名/発表者名
      F.Takahashi, H.Shimizu
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: (印刷中) ページ: 228-250

    • DOI

      10.1017/jfm.2012.154

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase transition of FeO and stratification in Earth's outer core2011

    • 著者名/発表者名
      H. Ozawa, F. Takahashi, K. Hirose, Y. Ohishi, and N. Hirao
    • 雑誌名

      Science

      巻: 334 ページ: 792-794

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of a high-order combined compact difference scheme in problems of thermally driven convection and dynamo in rotating spherical shells2011

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Takahashi
    • 雑誌名

      Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Large-scale flows, sheetplumes and strong magnetic fields in arapidly rotating spherical dynamo2011

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2011 Fall Meeting
    • 発表場所
      SanFrancisco, USA
    • 年月日
      2011-12-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Large-scale flows, sheet plumes and strong magnetic fields in a rapidly rotating spherical dynamo2011

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Takahashi
    • 学会等名
      American Geophysical Union (Fall Meeting)
    • 発表場所
      モスコーン会議場(米国,サンフランシスコ)
    • 年月日
      2011-12-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Interplay betweenlarge-scale flows and sheet plumes in spherical shell dynamo2011

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 学会等名
      第130回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Interplay between large-scale flows and sheet plumes in spherical shell dynamo2011

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Mercury's internalmagnetic field as a challenge of dynamo theory2011

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 学会等名
      MESSENGERBepi Colombo Joint Workshop
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Mercury's internal magnetic field as a challenge of dynamo theory2011

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Takahashi
    • 学会等名
      MESSENGER-BepiColombo Joint Workshop
    • 発表場所
      京都大学(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Strong field dynamo action in the Earth's core2011

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamics of the Earth and planetary dynamos revealed by numerical dynamo simulations2011

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 地球核内での強磁場ダイナモ作用2011

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of the Earth and planetary dynamos revealed by numerical dynamo simulations2011

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Takahashi
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Implementation of a high-order combined compact differencescheme in problems of thermally drivenconvection and dynamo in rotatingspherical shells2010

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 学会等名
      Implementation of a high-order combined compact differencescheme in problems of thermally driven convection and dynamo in rotating spherical shells
    • 発表場所
      Implementation of ahigh-order combined compact differencescheme in problems of thermally drivenconvection and dynamo in rotatingspherical shells
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Implementation of a high-order combined compact difference scheme in problems of thermally driven convection and dynamo in rotating spherical shells2010

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Takahashi
    • 学会等名
      American Geophysical Union (Fall Meeting)
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2010-12-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] High-order and high-resolution geodynamo simulation using a combined compact difference scheme2010

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 学会等名
      第128回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      那覇
    • 年月日
      2010-11-03
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 結合コンパクト差分法による高精度ダイナモシミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      沖縄県那覇市
    • 年月日
      2010-11-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 比較惑星ダイナモ:観測とダイナモモデル2010

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 学会等名
      太陽天体ダイナモ研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-09-28
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 比較惑星ダイナモ:観測とダイナモモデル2010

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 学会等名
      太陽天体ダイナモ研究会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2010-09-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Implementation of a high-order combined compact difference scheme in problems of thermally driven convection and dynamo in rotating a spherical shell2010

    • 著者名/発表者名
      Futoshi Takahashi
    • 学会等名
      Study of the Earth's Deep Interior (11th Symposium)
    • 発表場所
      Santa Barbara, CA, USA
    • 年月日
      2010-07-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Implementation of a high-order combined compact difference scheme in problems of thermally driven convection and dynamo in rotating a spherical shell2010

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi
    • 学会等名
      The 11^<th> Symposium of Study of the Earth's Deep Interior
    • 発表場所
      Santa Barbara, USA
    • 年月日
      2010-07-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 惑星磁場のメカニズム2010

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 学会等名
      宇宙における生命の総合的考察とその研究戦略(第三回研究会)
    • 発表場所
      京都府木津川市
    • 年月日
      2010-06-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 惑星磁場のメカニズム,宇宙における生命の総合的考察とその研究戦略2010

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 学会等名
      第三回研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-06-10
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] High-order combined compact difference scheme in dynamosimulation2010

    • 著者名/発表者名
      F. Tkahashi
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 結合コンパクト差分法によるダイナモシミュレーションの高精度化2010

    • 著者名/発表者名
      高橋太
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • 発表場所
      千葉県千葉市
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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