| 研究課題/領域番号 |
17K05371
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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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| 研究分野 |
数学基礎・応用数学
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2017-2021) |
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研究代表者 |
松岡 千博 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10270266)
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| 研究分担者 |
西原 功修 大阪大学, レーザー科学研究所, 名誉教授 (40107131)
平出 耕一 愛媛大学, 理学部, 研究員 (50181136)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 流体力学 / プラズマ物理 / 非線形発展 / 渦層 / 数理モデル / 数値解析 / 磁気流体 / 磁場増幅 |
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| 研究成果の概要 |
流体界面を挟んで速度と磁場の接線成分に跳びがあると、そこには渦度とともに電流が誘導され、界面上に電流が流れているような渦層、すなわち電流渦層(current-vortex sheet)が形成される。特に、磁場を初期に界面に平行にかけると、渦層のもつ流体の運動エネルギーが磁場のエネルギーに転嫁され、界面近傍に強い磁場が誘導されるとともに、流体不安定性が抑えられることが示された。このような流体と磁場との相互作用は電流渦層という概念を用いてはじめて明らかにされたもので、本研究では、任意の境界形状をもつ界面について、境界条件だけから、領域全体の解を構成できることが理論的に示された。
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| 自由記述の分野 |
非線形解析
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電流渦層は、超新星爆発のような宇宙物理やレーザー核融合といった高エネルギー物理の分野において重要な役割を果たすことが知られている。これは、渦層のような大規模渦の存在が磁場増幅を引き起こすためで、電流渦層の解明は高強度磁場の生成とも密接に関係している。本研究では、この電流渦層の非線形発展を理論的に解析できるような数理モデルを構築し、高精度の数値計算を行った。これにより、レーザー核融合のみならず、いまだ不明な点が多いMHD乱流の性質を調べる上でも貢献できる。また、ここで構築したモデルを用いると、界面情報だけから全領域の物理量が復元でき、計算時間を大幅に低減することができる。
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