| 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.本研究の目的は,極めて大規模な数値計算を行うことによって,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り,大規模な磁場や速度場を扱う計算に渦拡散テンソルを採用し,磁場生成メカニズムに対する非等方的乱流輸送の影響を明らかにすることである.昨年度は,乱流熱輸送が温度勾配に対して線形であることを確かめた.今年度は,さらに数値計算を続けることにより,モデル化された渦拡散テンソルを調べた.乱流熱流束は局所的な熱勾配と渦拡散テンソルとの積に比例するように表現される.乱流熱流束による散逸はこれをそのまま当てはめると,安定領域では正となるが,不安定領域では負となってしまい,エントロピー増加の法則に反してしまう.このような領域では渦拡散テンソルの要素を0とするべきである.直接数値計算の結果から判断すると,温度勾配の方向と重力の方向がπ/2よりも小さい場合には線形性が成り立つ.しかしながら,π/2よりも大きい場合には成り立たなくなる.渦拡散テンソルの要素は温度勾配の関数でもあり,単純な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.また,磁場及び速度場の複雑な3次元的振舞いを調べるために,動画を作成した.非等方的渦拡散率を用いた数値計算の結果において,磁気エネルギーが大きくなる状態が間欠的に現れるときに,熱が局所的に蓄積されて,乱流熱輸送が間欠的に大きくなることが確認された.
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