2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21244071
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
浜野 洋三 Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 地球内部ダイナミクス領域, プログラムディレクター (90011709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
陰山 聡 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20260052)
宮腰 剛広 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部ダイナミクス領域, 研究員 (60435807)
田坂 裕司 北海道大学, 工学研究科, 助教 (00419946)
隅田 育郎 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (90334747)
櫻庭 中 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (50345261)
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| Keywords | 地球ダイナモ / 地球流体核 / 液体金属 / 室内実験 / 熱対流 / 数値モデリング |
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| Research Abstract |
(1)金属熱対流の対流実験については、レーリー数と外部磁場に関するパラメータスタディーを実施し、2次元ロール状対流から乱流対流に至る全遷移過程を超音波流速計と温度測定から明らかにした。乱流状態で見られる大規模流が臨界レーリー数近傍で生じる2次元ロール対流の振動不安定から連続的に遷移したものであることを見出した。外部印可磁場による効果は、振動不安定が生じるレーリー数を増加させるが、不安定で生じた流れの振動数や振動振幅については、主にレーリー数だけの関数となっている。また、内部発熱により誘起される熱対流について,粒子画像流速測定法(PIV)を用いた対流セル内の速度場計測を行った.数値シミュレーションについては、実験で得られたロール状対流の振動を再現し、その振動メカニズムについての情報を得ることができた。(2)回転流体実験では、実験に用いる回転台について,温度制御用の水や電力の供給,また計測器出力の取り出しを考慮した装置を設計・製作した.またこれらの要求を実現する回転軸のジョイントが国内では製造されていなかったため,国内代理店を通してドイツのGAT社と検討を行い,最終的にその諸元を決定して製作を依頼した.(3)ダイナモシミュレーションでは、これまでで最も地球に近い低エクマン数のダイナモを地球シミュレータを利用した数値シミュレーションで実現し、ダイナモ作用を起こす流速場として、これまで見つかっていなかった新しい2重対流構造(シート状流と帯状流)を発見した。また同じく大規模ダイナモシミュレーションにより、コアーマントル境界での熱境界条件がダイナモ作用によって生成維持される磁場に大きく影響することを見出した。特に熱流量一定の境界条件が地球磁場に似た構造を持つことを示した。
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