2004 Fiscal Year Annual Research Report
階層的マルチスケールプラズマ流体シミュレーションによる高速磁気再結合過程の研究
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15540475
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
清水 徹 愛媛大学, 工学部, 助教授 (60196524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鵜飼 正行 愛媛大学, 工学部, 教授 (10036444)
近藤 光志 愛媛大学, 工学部, 助手 (30304653)
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| Keywords | 高速磁気再結合 / 磁気流体力学 / 二流体問題 / 異常電気抵抗 / マルチスケール / シミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究の主自的は磁気流体(MHD)シミュレーションと二成分磁気流体シミュレーションおよびVlasovシミュレーションコードを時空間的に融合し階層構造化してシミュレーションするコードをもちいて高速磁気再結合過程における磁気拡散領域とスロー衝撃波、およびプラズモイドを含むPetschek解の存在性を検証し、ミクロな異常電気抵抗とマクロな高速磁気再結合およびプラズモイド形成過程の関係を明らかにすることである。現在、MHDスケールと二流体のコードを融合し並列処理化する研究とPescchek解とプラズモイドの接続に関するMHD理論的研究を並行しておこなっている。
後者の研究ではプラズモイド周遊のMHD波動状態の解析結果からプラズモイドの移動速度と上流プラズマ状態の関係について部分的に解明された。その一部は文献になった。
前者の研究について、各スケールのコード間結合は第一に差分格子の空間的接続問題、第二に時間ステップ調整問題に帰する。こめうち後者についでは大きなスケールゴード側で時間を間引いて計算することで大きな問題はない。前者は従来の構造格子を両コード間の境界付近で重ねておいて、ある種の減衰フィルタをもちいて波動の空間的な構造を調節している。研究目的を達成するためには解くべき問題に応じて減衰フィルタを変える必要があり、特にスロー衝撃波と磁気拡散領域の接続領域の扱いについてさまざまな方法を試しているが、強い減衰フィルタを与えるとミクロスケール構造がマスクされやすくなり見ることのできる物理は大きく限られてくるし、他方で弱い減衰フィルタを与えると数値的不安定がおこる。そこで、ミクロスケール側は衝撃波の沿った方向に形状適合格子をもちいて差分化し、減衰フィルタ領域でマクロスケール側のコードの計算結果を座標変換して反映させる手法を試している。なお、ミクロスケール側の計算結果はそのままスムージングにより物理量変換してマクロスケールコードに反映する。また、計算速度を上げるために各スケールのコード間の並列処理バランスを調整する研究がつづいている。
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Research Products
(2 results)
