連結階層シミュレーションで探るマルチフィジックス・プラズマダイナミクス

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19340180
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 草野 完也 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (70183796)
• 研究分担者: 陰山 聡 神戸大学, 大学院・システム情報学研究科, 教授 (20260052) ; 三好 隆博 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60335700) ; 佐藤 哲也 兵庫県立大学, 教授 (80025395) ; 廣瀬 重信 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス研究領域, 研究員 (90266924) ; 杉山 徹 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス研究領域, 研究員 (20399570) ; 長谷川 裕記 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス研究領域, 研究員 (60390639) ; 島 伸一郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス研究領域, 研究員 (70415983) ; 河野 明男 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス研究領域, 研究員 (90415985) ; 岸本 泰明 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (10344441) ; 矢木 政敏 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70274537) ; 石原 修 横浜国立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20313463) ; 井上 諭 情報通信研究機構, 研究員 (50432216)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: プラズマ / シミュレーション / マルチ・フィジックス / マルチ・スケール / 太陽 / 宇宙 / 雲 / 宇宙天気

研究概要

複雑な非線形プラズマダイナミクスを異なる階層モデルの連結によって計算する連結階層シミュレーションの基礎アルゴリズムを開発すると共に、太陽フレアやコロナ質量放出などの太陽・宇宙プラズマ現象及び、雲形成過程にこれを応用することで、複雑現象に関する新しいシミュレーション研究の枠組みを発展させた。さらに、連結階層シミュレーションを宇宙天気予報に応用するための研究開発を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Zonal flow formation in the Earth's outer core (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyagoshi,T., Kageyama, A., Sato, T.
  • 雑誌名: Nature vol.463 ページ: 793-796
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional MHD modeling of the solar wind structures associated with 13 December 2006 coronal mass ejection (2009)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, R., Ebisuzaki, T., Kusano, K., Shiota, D., Inoue, S., Yamamoto, T.T., Tokumaru, M.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research (Space Physics) 10102 ページ: 114
  • 査読あり
• [雑誌論文] The super-droplet method for the numerical simulation of clouds and precipitation : A particle-based and probabilistic microphysics model coupled with a non-hydrostatic model (2009)
  • 著者名/発表者名: Shima, S., Kusano, K., Kawano, A., Sugiyama, T., Kawahara, S.
  • 雑誌名: QUARTERLY JOURNAL OF THE ROYAL METEOROLOGICAL SOCIETY Part : Part A Volume :135 Issue :642 ページ: 1307-1320
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小特集:連結階層モデルによって見えてきたプラズマシミュレーションの新たな展開 1.はじめに (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌(Journal Plasma and Fusion Research) Vol.85, No.9 ページ: 577-579
  • 査読あり
• [雑誌論文] 雲をめぐる気候変動問題 (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 雑誌名: パリティ ページ: 22-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Study of the Symmetry-Breaking Instability and the Dipole Field Reversal in a Rotating Spherical Shell Dynamo (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, N., Kusano,K.
  • 雑誌名: Phys.Plasmas Vol.15, 082903
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust and Efficient Riemann Solvers for MHD ASP Conference Series (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, T., Kusano, K.
  • 雑誌名: NUMERICAL MODELING OF SPACE PLASMA FLOWS/ASTRONUM-2007(eds.Nikolai V.Pogorelov, Edouard Audit, Gary P.Zank) Vol.385 ページ: 279-284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-physics Plasma Simulation by the Interlocking of Two Different Hybrid ModelsASP Conference Series (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, T., Kusano, K.
  • 雑誌名: NUMERICAL MODELING OF SPACE PLASMA FLOWS/ASTRONUM-2007(eds.Nikolai V.Pogorelov, Edouard Audit, Gary P. Zank) Vol.385 ページ: 228-236
  • 査読あり
• [雑誌論文] quantitative MHD study of the relation among arcade shearing, flux rope formation, and eruption due to the tearing instability (2008)
  • 著者名/発表者名: Shiota D., Kusano, K., Miyoshi T., Nishikawa N., Shibata K.A
  • 雑誌名: JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS Volume :113 Issue : A3 Article Number : A03S05
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集・現象を見る/オーロラをコンピュータの中で作ろう (2008)
  • 著者名/発表者名: 草野完也、大野暢亮、長谷川裕記
  • 雑誌名: 数理科学
• [雑誌論文] Macro-Micro Interlocked Simulation for Multiscale Phenomena (2007)
  • 著者名/発表者名: Kusano, K., Hirose, S., Sugiyama, T., Shima, S., Kawano, A., Hasegawa, H.
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science (Springer Berlin / Heidelberg) Volume 4487 ページ: 914-921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-scale Plasma Simulation by the Interlocking of Magnetohydrodynamic Model and Particle-in-Cell Kinetic Model (2007)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, T., Kusano, K.
  • 雑誌名: JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS Volume :227 Issue :2 ページ: 1340-1352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Study of Transition Process from Long-Lived Sigmoid to Flare Eruption ASP Conference Series (2007)
  • 著者名/発表者名: 草野完也.
  • 雑誌名: NEW SOLAR PHYSICS WITH SOLAR-B MISSION, The Sixth Solar-B Science Meeting(eds.Kazunari Shibata, Shin'ichi Nagata, Takashi Sakurai) Vol.CS 369 ページ: 469-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Study of Three-Dimensional and Nonlinear Dynamics of Flux Tube in the Solar Corona ASP Conference Series (2007)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S., Kusano, K.
  • 雑誌名: NEW SOLAR PHYSICS WITH SOLAR-B MISSION, the Sixth Solar-B Scientific Meeting(eds.Kazunari Shibata, Shin'ichi Nagata, Takashi Sakurai) Vol.CS 369 ページ: 421-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] 講座:高速プラズマ流と衝撃波の研究事始め、4.宇宙における高速流と衝撃波研究の最前線、4.2 太陽フレアにおける高速流とスローショック (2007)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌(Journal Plasma and Fusion Research) Vol.83, No.4 ページ: 372-377
  • 査読あり
• [雑誌論文] 講座:高速プラズマ流と衝撃波の研究事始め、3.高速プラズマ流を伴う計算機シミュレーションの基礎 (2007)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博、草野完也
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌(Journal Plasma and Fusion Research) Vol.83, No.3 ページ: 228-240
  • 査読あり
• [雑誌論文] MHD modeling for Formation Process of Coronal Mass Ejections:Interaction between Ejecting Flux Rope and Ambient Field
  • 著者名/発表者名: Shiota, D., Kusano, K., Miyoshi, T.,Shibata, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal in press
  • 査読あり
• [学会発表] 多階層連結現象の理解へ向けたシミュレーションの試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: 第7回流体力学会中部支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学 招待講演
  • 年月日: 2009-10-16
• [学会発表] Data-driven Simulation of Sun-Earth Connection Events (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: IAU XXVII-GA, JD16
  • 発表場所: リオデジャネイロ(ブラジル) 招待講演
  • 年月日: 2009-08-12
• [学会発表] The Trigger Mechanism of Magnetic Reconnection in Solar Eruption (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: 17th Cluster Workshop
  • 発表場所: ウプサラ(スウェーデン) 招待講演
  • 年月日: 2009-05-12
• [学会発表] 地球ダイナモの新しいシミュレーションコード開発とその応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 陰山聡
  • 学会等名: 東京大学情報基盤センター平成20年度公募型プロジェクト報告会「ペタ/エクサスケールコンピューティングへの道2009」
  • 発表場所: 東大小柴ホール
  • 年月日: 2009-05-11
• [学会発表] Space Weather Modeling of the Solar Terrestrial Connection Event in December 2006: From the Sun to the Interplanetary Space (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: Space Weather Workshop
  • 発表場所: ボルダー(米国) 招待講演
  • 年月日: 2009-04-29
• [学会発表] Multi-scale Simulation Study of Solar-Cosmic and Terrestrial Environment (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: Space Climate Symposium 3
  • 発表場所: サーリセルカ(フィンランド) 招待講演
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] 階層構造と自己組織化宇宙・太陽・地球環境における非線型ダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: 統計数理研究所2008年度共同利用共同研究集会『乱流の統計理論とその応用』
  • 発表場所: 統計数理研究所 招待講演
  • 年月日: 2009-03-09
• [学会発表] 宇宙と地球環境の関係について-宇宙線は気候を変え得るか?- (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: 第10回環境放射能研究会
  • 発表場所: 高エネルギー研究所 招待講演
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] 連結階層シミュレーションで探る太陽・宇宙・地球環境システム、プラズマ科学シンポジウム2009 (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: 第26回プラズマプロセッシング研究会
  • 発表場所: 名古屋大学 招待講演
  • 年月日: 2009-02-04
• [学会発表] 宇宙地球環境システムの連結階層モデリング 太陽圏シンポジウム2009 (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也
  • 学会等名: 第3回「地文台によるサイエンス」シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学 招待講演
  • 年月日: 2009-01-27
• [学会発表] Multi-scale Modeling of Solar Terrestrial Environment System (2008)
  • 著者名/発表者名: 草野完也., 他11名
  • 学会等名: Fifty Years after IGY- Modern Information Technologies and Earth and Solar Sciences
  • 発表場所: AIST(つくば) 招待講演
  • 年月日: 2008-11-10
• [学会発表] Data-Driven Simulation of Solar Eruption (2008)
  • 著者名/発表者名: 草野完也.
  • 学会等名: Workshop on Space Weather Modeling
  • 発表場所: KASI(大田市、韓国) 招待講演
  • 年月日: 2008-10-16
• [学会発表] New Modeling Study to Understand the Impact of Cosmic Ray on Cloud Dynamics, International Symposium of From Genome to Snowball Earth, Metazoan Evolution and Habitable Planets (2008)
  • 著者名/発表者名: 草野完也.
  • 学会等名: Multidisciplinary Relations
  • 発表場所: 科学未来館(東京) 招待講演
  • 年月日: 2008-10-02
• [学会発表] THE PREDICTABILITY OF SOLAR ERUPTION BASED ON DATA-DRIVEN SIMULATION, ICPP2008 (2008)
  • 著者名/発表者名: 草野完也, 他5名
  • 学会等名: International Congress on Plasma Physics
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] Multi-scale Interlocked Simulation of Solar Eruption (2008)
  • 著者名/発表者名: 草野完也., 他7名
  • 学会等名: 37th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: Montreal, Canada 招待講演
  • 年月日: 2008-07-13
• [学会発表] Data-driven Simulation of Solar Flare and CME Initiation (2008)
  • 著者名/発表者名: 草野完也., 他6名
  • 学会等名: AOGS2008
  • 発表場所: 釜山(韓国) 招待講演
  • 年月日: 2008-06-16
• [学会発表] Data-driven Simulation of Solar Flare and Coronal Mass Ejections (2008)
  • 著者名/発表者名: 草野完也., 他5名
  • 学会等名: EARTH-SUN SYSTEM EXPLORATION ENERGY COUPLING WITHIN AND BETWEEN PLASMA REGIMES
  • 発表場所: Kona, Hawaii, USA 招待講演
  • 年月日: 2008-01-14
• [学会発表] Magnetohydrodynamic Relaxation Processes in the Solar Corona (2007)
  • 著者名/発表者名: Kusano, K., Inoue, S.
  • 学会等名: 2007 AGU Fall Meeting
  • 発表場所: 招待講演
  • 年月日: 2007-12-14
• [学会発表] Macro-Micro Interlocked Simulations for Multiscale-Multiphysics Applications, APCOM'07-EPMESC XI Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics in conjunction with (2007)
  • 著者名/発表者名: 草野完也., 他7名
  • 学会等名: Eleventh International Conference on the Enhancement and Promotion of Computational Methods in Engineering and Science
  • 発表場所: 国立京都国際会館 招待講演
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] Space Weather Modeling on the Solar Flare Event in December 2006 (1), From the Sun to Interplanetary Space (2007)
  • 著者名/発表者名: 草野完也., 他9名
  • 学会等名: International, CAWSES Symposium
  • 発表場所: 京都大学 招待講演
  • 年月日: 2007-10-27
• [学会発表] Competition and Synergy of Macro-and Micro-scale Physics-Status and Prospects of Macro-Micro Interlocked Simulation- (2007)
  • 著者名/発表者名: 草野完也., 他8名
  • 学会等名: The Joint Conference of 17th International Toki Conference (ITC) on Physics of Flows and Turbulence in Plasmas and 16th International Stellarator/Heliotron Workshop (ISHW)2007
  • 発表場所: セラトピア土岐(土岐市) 基調講演
  • 年月日: 2007-10-19
• [図書] 「現代の天文学」第10巻「太陽」7.2磁気エネルギーと磁気ヘリシティ (2009)
  • 著者名/発表者名: 草野完也(分担執筆)
  • 総ページ数: 225-231
  • 出版者: 日本評論社
• [図書] 「階層構造の科学」宇宙・地球・生命をつなぐ新しい視点 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阪口秀、草野完也編
  • 出版者: 東大出版会