研究課題
太陽・恒星ダイナモ問題に関して、熱対流に伴う乱流を模擬した平均場モデルに基づいて、数多くの研究が行われてきた。しかし、平均場モデルにおける自由パラメータである乱流輸送パラメータは定量化されず、平均場モデルの計算結果が観測結果と合うように調整されている。本研究では、太陽表面構造の正確なモデル化が可能な輻射磁気流体計算を用いて、太陽ダイナモ過程の平均場モデルにおける乱流輸送パラメータを直接計算する。本研究により、太陽ダイナモの平均場モデル研究をより定量的なものとし、太陽型星以外の恒星を含めた太陽・恒星ダイナモの統一的理解への貢献したい。2020年度は昨年度の計算結果を見直し、輻射磁気流体コードの調整を行った。その際に、離散化に伴う誤差がエネルギー保存を壊す可能性を発見した。これを回避するため、非圧縮性流体の数値計算法で提案されていた離散的なライプニッツ則を利用した定式化を圧縮性磁気流体に応用し、特に非線形フィルタに関するエネルギー的な整合性まで注意して離散化することで、非常に頑強でエネルギー的に正しい数値解を計算できる新たな数値計算法を開発した。本数値解法は査読付き論文として国際誌に発表済みである。昨年度までの計算結果は対流層内部の比較的浅い場所にのみ注目していた。これは、初期成層からのズレが非常に小さい対流層深部を現状のコードで計算するのが難しいことに由来する。そこで、対流層深部の計算が専門である共同研究者に協力を仰ぎ、より深い場所までの乱流輸送パラメータを評価する準備を進めている。
2: おおむね順調に進展している
輻射磁気流体コードの改良と、それに伴う新しい数値解法を論文化出来たこと、またより深い対流層での計算を行う準備が順調に進展していることがその理由である。
2021年度は乱流輸送パラメータの直接評価の結果を論文化し、より深い対流層での輸送パラメータの評価を進めたい。最終年度である2022年度はこの結果を平均場モデルに応用して太陽ダイナモの再現性を検討したい。
新型コロナウィルス感染症の流行により予定していた学会・出張が中止になり、旅費等が浮いたため。次年度以降、積極的に対外発表を実施するとともに、予想より増えている計算データ保存のためのストレージ購入費用に使用したい。
すべて 2021 2020
すべて 雑誌論文 (2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: 435 ページ: 110232～110232
10.1016/j.jcp.2021.110232
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
巻: 494 ページ: 2523～2537
10.1093/mnras/staa844
