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2010 年度 実績報告書

非発散正規直交ウェーブレット基底を用いたMHD乱流中の磁場生成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22540509
研究機関岡山理科大学

研究代表者

荒木 圭典  岡山理科大学, 工学部, 准教授 (90299181)

研究分担者 三浦 英昭  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40280599)
キーワードウェーブレット解析 / 可視化 / 電磁流体力学 / 乱流のエネルギー輸送 / プラズマ物理学
研究概要

平成22年度は、研究の対象を電磁流体のエネルギー伝達機構の可視化において、これをHall電磁流体のダイナミクスに適用する方向で研究をすすめた。
電磁流体ダイナミクスにおける磁場と速度場間のエネルギー伝達機構と組織構造の関係を可視化するために、ウェーブレット解析を応用した技法を開発し、強い背景磁場が存在するときのエネルギー伝達の可視化に応用した結果を公表することができた。特に可視化技法の「円錐表示」を電磁流体へと応用する技法を定式化することができたことは大きな前進である。
この「円錐表示」による可視化技法の応用範囲を広げるために、Hall電磁流体における磁場と速度場間のエネルギー伝達の機構に着目して、ウェーブレット展開を用いた相互作用解析を行った。この相互作用解析の目的は、計算のコストパフォーマンスを上げるために、解析のターゲットを絞るための基礎的なデータを蓄積することにある。
解析の結果、Hall電磁流体におけるHall項によるエネルギー伝達には、二つのまったく性質が異なる相互作用のあり方があることが分かった。そのうちの一つは高い波数側への輸送で、局所的な相互作用が卓越しており、小さいスケールの構造を次々と生み出していく傾向があることが分かった。もう一つは、低い波数側への輸送で、非局所的な相互作用が卓越しており、磁場の大規模な構造の維持に寄与していることを示唆する結果が得られた。
またHall電磁流体と通常の電磁流体との比較において、エネルギー輸送の振幅には大きな差が見られるものの、定性的な相互作用の傾向には大きな違いが見られなかった。これは両者の輸送量や形成された組織構造の違いが大きかったことに対して、対照的であり非常に興味深い結果であった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Orthonormal Divergece-free Wavelet Analysis of Energy Transfer in Hall-MHD Turbulence2010

    • 著者名/発表者名
      K.ARAKI
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: VOL.5 ページ: S2048

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of energy transfer to magnetic energy by rolling-up vortices with uniform background magnetic field2010

    • 著者名/発表者名
      K.ARAKI
    • 雑誌名

      Journal Plasma and Fusion Research SERIES

      巻: VOL.9 ページ: 446-451

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contributions of small scales to statistics of Hall MHD turbulence2010

    • 著者名/発表者名
      H.Miura
    • 雑誌名

      J.Plasma and Fusion Research SERIES

      巻: VOL.9 ページ: 535-540

    • 査読あり
  • [学会発表] Orthonormal Divergence-free Wavelet Analysis of Inverse Transfer of Magnetic Energy by the Hall Term2010

    • 著者名/発表者名
      K.Araki
    • 学会等名
      20th International Toki Conference
    • 発表場所
      Ceratopia Toki (Toki)
    • 年月日
      2010-12-07
  • [学会発表] Sub-grid-scale Effects on Short-wave Instability in Magnetized Hall-MHD Plasma2010

    • 著者名/発表者名
      H.Miura
    • 学会等名
      23rd IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Daejeon Convention Center (Daejeon, Korea Rep.)fs
    • 年月日
      2010-10-14
  • [学会発表] Hall MHD乱流場を用いた場のモード間相互作用の考察2010

    • 著者名/発表者名
      荒木圭典
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2010
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-10

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公開日: 2012-07-19  

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