超高解像度電磁流体シミュレーションによる乱流的磁気リコネクションの探求

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21740399
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 三好 隆博 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60335700)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 磁気リコネクション / 電磁流体力学 / テアリング不安定性 / 数値シミュレーション / 衝撃波捕獲法

研究概要

本研究の目的は、高磁気レイノルズ数領域における電磁流体乱流的磁気リコネクションの発現可能性を、直接数値シミュレーションを用いて探究することにある。そのため、高精度電磁流体シミュレーションが長時間安定に可能となる新たな数値手法を開発した。新開発の数値手法を用い、世界最高クラスの磁気レイノルズ数に達する磁気リコネクションシミュレーションが実現できた。シミュレーションの結果、二次的プラズモイドのバウンス運動とリコネクション率の上昇の関連性が見いだされた

研究成果

• [雑誌論文] A Comparative Study of Divergence-Cleaning Techniques for Multi-Dimensional MHD Schemes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, K. Kusano
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6 ページ: 2401124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetohydrodynamic structure of a plasmoid in fast reconnection in low-beta plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Zenitani, T. Miyoshi
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 18 ページ: 022105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vlasov simulation of the interaction between the solar wind and a dielectric body (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Umeda, T. Kimura, K. Togano, K. Fukazawa, Y. Matsumoto, T. Miyoshi, N. Terada, T. K. M. Nakamura, T. Ogino
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 18 ページ: 012908
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance measurement of magnetohydrodynamic code for space plasma on the various scalar-type supercomputer systems (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fukazawa, T. Umeda, T. Miyoshi, N. Terada, Y. Matsumoto, T. Ogino
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: 38 ページ: 2254-2259
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, N. Terada, Y. Matsumoto, K. Fukazawa, T. Umeda, K. Kusano
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: 38 ページ: 2236-2242
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative study of global MHD simulations of the terrestrial magnetosphere with different numerical schemes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, N. Terada, T. Miyoshi, K. Fukazawa, T. Umeda, T. Ogino, K. Seki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: 38 ページ: 2229-2235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Implementation of non-oscillatory and conservative scheme into magnetohy drodynamic equations (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Tanaka, T. Umeda, Y. Matsumoto, T. Miyoshi, T. Ogino
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 61 ページ: 895-903
  • 査読あり
• [学会発表] 修正HLLD近似リーマン解法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博, 草野完也
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(西宮市)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] HLLD近似リーマン解法における衝撃波数値異常への処方 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博, 草野完也
  • 学会等名: 日本天文学会2012年春季年会
  • 発表場所: 龍谷大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] HLLD法による磁気流体シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: 宇宙磁気流体・プラズマシミュレーションワークショップ(招待講演)
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 2012-03-05
• [学会発表] Energetic electron distribution in the solar flare (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Minoshima, S. Masuda, Y. Miyoshi, T. Miyoshi, K. Kusano
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting 2011
  • 発表場所: Moscone Convention Center(San Francisco, USA)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] HLLD近似リーマン解法における粒子速度の選択について (2011)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博, 草野完也
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第130回講演会
  • 発表場所: 神戸大学(神戸市)
  • 年月日: 2011-11-03
• [学会発表] Hall-MHD方程式の陰的数値解法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: 太陽地球惑星系科学シミュレーション・モデリング技法勉強会(招待講演)
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] HLL型近似リーマン解法における数値的衝撃波不安定性とその回避 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2011
  • 発表場所: 核融合科学研究所(土岐市)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] On numerical shock instabilities of Harten-Lax-van Leer(HLL)-type approximate Riemann solvers (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi
  • 学会等名: 6th International Conference on Numerical Modeling of Space Plasma Flows(招待講演)
  • 発表場所: Hotel Las Arenas Valencia(Valencia, Spain)
  • 年月日: 2011-06-16
• [学会発表] ラグランジュ座標系におけるHLLD近似リーマン解法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博, 草野完也
  • 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(千葉市)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 高解像度電磁流体シミュレーションによる磁気リコネクション研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: 「磁気リコネクション研究の現状と展望」(招待講演)
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] 高レイノルズ数磁気リコネクション下流域における高エネルギー粒子分布 (2011)
  • 著者名/発表者名: 簑島敬, 三好隆博, 草野完也
  • 学会等名: 日本天文学会2011年春季年会
  • 発表場所: 筑波大学(つくば市)
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] 低ベータプラズマ中の磁気リコネクションの衝撃波構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 銭谷誠司, 三好隆博
  • 学会等名: 日本天文学会2011年春季年会
  • 発表場所: 筑波大学(つくば市)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] MHD近似リーマン解法の現状と課題 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: 名古屋大学太陽地球環境研究所研究集会「太陽地球惑星系科学シミュレーション技法勉強会」
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2011-03-01
• [学会発表] Dynamics of secondary islands in collisional magnetic reconnection (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, K. Kusano
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting 2010
  • 発表場所: Moscone Convention Center(San Francisco, USA)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] study of divergence cleaning techniques for multi-dimensional MHD schemes (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, K. Kusano, A comparative
  • 学会等名: 20th International Toki Conference on The Next Twenty Years in Plasma and Fusion Science
  • 発表場所: Ceratopia Toki(Toki)
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Current sheet thinning in high Lundquist number plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博, 草野完也
  • 学会等名: 第128回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 発表場所: 沖縄県市町村自治会館(那覇市)
  • 年月日: 2010-10-31
• [学会発表] Multiscale structures of resistive magnetic reconnection at high magnetic Reynolds numbers (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, K. Kusano
  • 学会等名: COSPAR 2010, 38th Scientific Assembly of the Committee on Space Research
  • 発表場所: Fair andCongress Center Bremen(Bremen, Germany)
  • 年月日: 2010-10-24
• [学会発表] MHD modeling for formation process of coronal mass ejections (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Shiota, K. Kusano, T. Miyoshi, K. Shibata
  • 学会等名: Interaction between ejecting flux rope and ambient field, COSPAR 2010, 38th Scientific Assembly of the Committee on Space Research
  • 発表場所: Fair andCongress Center Bremen(Bremen, Germany)
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] ロバスト高解像度電磁流体解法の開発(2) (2010)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: 第4回シミュレーション科学シンポジウム
  • 発表場所: 核融合科学研究所(土岐市)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] ジオスペースシミュレーションの展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梅田隆行, 松本洋介, 中村琢磨, 加藤雄人, 寺田直樹, 深沢圭一郎, 三好隆博, 杉山徹, 篠原育, 荻野竜樹
  • 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(千葉市)
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] 高解像度電磁流体シミュレーションの数値技法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会(招待講演)
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] High-resolutionsimulation of resistive MHD reconnection (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi
  • 学会等名: Physics and Modeling of Multi-scale Interaction in Plasmas
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] High-resolution MHD simulation of magnetic reconnection, American Geophysical Union (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, K. Kusano
  • 学会等名: Fall Meeting 2009
  • 発表場所: Moscone ConventionCenter(San Francisco, USA)
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] Performance measurement of electromagnetic fluid codes for space plasma on the various scalar type supercomputer systems (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Fukazawa, T. Umeda, T. Miyoshi, N. Terada, Y. Matsumoto, T. Ogino
  • 学会等名: 21st International Conference on Numerical Simulation of Plasmas 2009
  • 発表場所: Congress Center of Pavilhao Atlantico(Lisbon, Portugal)
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] The HLLD approximate Riemann solver for magnetospheric simulations (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, N. Terada, Y. Matsumoto, K. Fukazawa, T. Umeda, K. Kusano
  • 学会等名: 21st International Conference on Numerical Simulation of Plasmas 2009
  • 発表場所: Congress Center of Pavilhao Atlantico(Lisbon, Portugal)
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Very high resolution MHD simulation of magnetic reconnection at high magnetic Reynolds numbers (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, K. Kusano
  • 学会等名: 21st International Conference on Numerical Simulation of Plasmas 2009
  • 発表場所: Congress Center of PavilhaoAtlantico(Lisbon, Portugal)
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] MHD and multi-fluid simulations of a planetary magnetosphere based on a semi-discrete central scheme (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, Y. Matsumoto, T. Miyoshi, K. Fukazawa, T. Umeda
  • 学会等名: 21st International Conference on Numerical Simulation of Plasmas 2009
  • 発表場所: Congress Center of Pavilhao Atlantico(Lisbon, Portugal)
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Comparative study of global MHD simulations of the terrestrial magnetosphere with different modern numerical schemes (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, N. Terada, T. Miyoshi, K. Fukazawa, T. Umeda, K. Seki
  • 学会等名: 21st International Conference on Numerical Simulation of Plasmas 2009
  • 発表場所: Congress Center of Pavilhao Atlantico(Lisbon, Portugal)
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] Vlasov simulation on the interaction between solar wind and dielectric body (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Umeda, T. Kimura, Y. Matsumoto, T. Ogino, T. Miyoshi, K. Fukazawa, N. Terada, T. K. M. Nakamura
  • 学会等名: 21st International Conference on Numerical Simulation of Plasmas 2009
  • 発表場所: Congress Center of Pavilhao Atlantico(Lisbon, Portugal)
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] MHDスキームに対する変数補間について (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博, 草野完也
  • 学会等名: 第126回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 発表場所: 金沢大学(金沢市)
  • 年月日: 2009-09-30
• [学会発表] 数値計算プロジェクトの将来像と惑星電磁圏の理解の今後 (2009)
  • 著者名/発表者名: 寺田直樹, 陣英克, 松本洋介, 梅田隆行, 深沢圭一郎, 三好隆博, 加藤雄人, 鈴木朋憲, 三好勉信, 藤原均, 品川裕之, 寺田香織, 村田健史, 吉川顕正, 三好由純, 中田裕之
  • 学会等名: 第126回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会(招待講演)
  • 発表場所: 金沢大学(金沢市)
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] ロバスト高解像度電磁流体解法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: 第3回シミュレーション科学シンポジウム
  • 発表場所: 核融合科学研究所(土岐市)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 宇宙プラズマ流体計算法の課題と展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好隆博
  • 学会等名: 太陽地球惑星系科学シミュレーション技法勉強会(招待講演)
  • 発表場所: 九州大学西新プラザ(福岡市)
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] コロナ質量放出の形成過程における大規模磁場との相互作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塩田大幸, 草野完也, 三好隆博, 柴田一成
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉市)
  • 年月日: 2009-05-18