回転球内の2層磁気流体運動の研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21654064
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 竹広 真一 京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)
• 研究分担者: 山田 道夫 京都大学, 数理解析研究所, 教授 (90166736)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 地球内核 / 地球流体核 / ダイナモ作用 / 磁気対流 / 回転対流

研究概要

粘性と密度の高い中心部分と粘性と密度の低い外側球殻部分からなる回転する球内部の2層にわかれた磁気流体運動を理論的および数値的に調べた.内球内の流れ場は外側球殻でのダイナモ過程において生成された磁場の内球内部へ貫入に伴うジュール熱により駆動されうる.一方で内球内部の流れ場は表面での浮力フラックス分布を変化させることで外側球殻での流れ場に影響する.ジュール熱を介したこのような内外核間の磁気流体的相互作用が地球深部で生じているかもしれない.

研究成果

• [雑誌論文] Stability and bifurcation diagram of Boussinesq thermal convection in a moderately rotating spherical shell (2011)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., Takehiro, S., Yamada, M.
  • 雑誌名: Phys. Fluids 巻: 23 ページ: 074101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weak-field dynamo emerging in a rotating spherical shell with stress-free top and no-slip bottom boundaries. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y, Takehiro, S., Kuramoto, K, Hayashi, Y.-Y.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 188 ページ: 203-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retrograde equatorial surface flows generated by thermal convection confined under a stably stratified layer in a rapidly rotating spherical shell (2011)
  • 著者名/発表者名: Takehiro, S., Yamada, M., Hayashi, Y.-Y.
  • 雑誌名: Geophys. Astrophys. Fluid Dyn. 巻: 105 ページ: 61-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid motions induced by horizontally heterogeneous Joule heating in the Earth's inner core (2011)
  • 著者名/発表者名: Takehiro, S.
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 184 ページ: 134-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the retrograde propagation of critical thermal convection in a slowly rotating spherical shell (2011)
  • 著者名/発表者名: Takehiro, S.
  • 雑誌名: J. Fluid Mech 巻: 659 ページ: 505-515
• [雑誌論文] Kinetic energy budget analysis of spiraling columnar critical convection in a rapidly rotating spherical shell (2010)
  • 著者名/発表者名: Takehiro, S.
  • 雑誌名: Fluid Dyn. Res. 巻: 42 ページ: 055501
  • 査読あり
• [学会発表] 回転球殻流と帯状流生成.惑星縞状パターン生成のモデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹広真一
  • 学会等名: 国立天文台研究集会「天文学を中心とした理工学における乱流研究」
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 2012-02-23
• [学会発表] 熱フラックス固定境界条件下での回転球殻熱対流の線形安定性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 回転球殻内のBoussinesq熱対流により引き起こされる内側球の3軸回転 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹広真一
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 回転球殻ダイナモに対する緯度方向不均一な内側浮力フラックス境界条件の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹広真一
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Stability and bifurcation diagram of Boussinesq thermal convection in a rotating spherical shell (2011)
  • 著者名/発表者名: Takehiro, S
  • 学会等名: The 4th International Symposium Bifurcations and Instabilities in Fluid Dynamics
  • 発表場所: バルセロナ(スペイン)
  • 年月日: 2011-07-20
• [学会発表] 回転球殻MHDダイナモの初期磁場依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] 熱フラックス固定境界条件下での回転球殻熱対流の線形安定性解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] 回転球殻内におけるBoussinesq熱対流による平均帯状流生成メカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村恵二
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] 上端応力無し,下端滑り無し条件を課した回転球殻中に出現する弱磁場ダイナモ (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] 回転球殻ブシネスク熱対流の安定性と分岐構造について (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村恵二
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] ゆっくりと回転する球殻中の臨界熱対流の回転逆行伝播について (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹広真一
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Fluid motions induced by horizontally heterogeneous Joule heating in the Earth's inner core (2010)
  • 著者名/発表者名: Takehiro, S.
  • 学会等名: 12th Symposium on Study for Deep Earth Interior
  • 発表場所: University of California Santa Barbara
  • 年月日: 2010-07-18
• [学会発表] 水平不均一なジュール加熱により引き起こされる地球内核中の流れ (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹広真一
  • 学会等名: 第59回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 日本学術会議
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] 水平不均一なジュール加熱により引き起こされる地球内核中の流れ (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹広真一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] 高速回転球殻中に出現する柱状螺旋状対流のロスビー波伝播性質による解釈 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹広真一
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東洋大学
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] 回転球殻MHDダイナモ解に対する上部力学的境界条件の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東洋大学
  • 年月日: 2009-09-02