研究課題
電磁流体力学(MHD)方程式にHall項を加えたHall MHD方程式や、これにジャイロ粘性項を加えた拡張MHD方程式について、Large Eddy Simulation(LES)を行うことを目指した微視的数値モデルの研究を行った。LESには、シミュレーションでは解像されない格子サイズ以下のスケールが、格子サイズ以上のスケールに及ぼす効果を定性的なモデル（サブグリッドスケールモデル、SGSモデル）で代替する必要がある。当該課題の研究着手以来、このモデルの基礎データを取得するための高解像度の直接数値シミュレーション(DNS)（これは数値モデルを使用しないシミュレーションである）を進めるとともに、このデータに基づいたSGSモデルの開発を進めてきた。DNSに基づく研究では、高磁気プラントル数のHall MHD乱流について、格子点数2048^3の大規模シミュレーションを実施した。この高磁気プラントル数Hall MHD乱流シミュレーションでは、速度場のレイノルズ数が低い場合について、2019年に論文を発表している。2020年度から2021年度のシミュレーションのデータから、磁場の低波数成分(MHDスケール)に対する、速度場のメソスケール（このスケールでは、高磁気プラントル数乱流特有のべき則が生じていることが2019年の論文で明らかになっている）の役割の大きさがわかった。さらに、これまでのDNS研究を元に、Hall項についての新たなSGSモデルを開発した。この新しいSGSモデルは、従来までのSGSモデルに比べて、LESにおける実質的な解像度を2倍近くに引き上げるものである。このモデルの有効性を、査読付き雑誌に論文として発表した。
すべて 2022 2021 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)
Journal of Computational Physics
巻: 448 ページ: 110692～110692
10.1016/j.jcp.2021.110692
