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原始惑星系円盤中の微惑星形成における衝突破壊問題解決のための乱流シミュレーション

解决原行星盘中星子形成碰撞破坏问题的湍流模拟

基本信息

批准号：
20J13073
负责人：
櫻井幹記
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

惑星形成の標準モデルによると、微惑星は原始惑星系円盤中の乱流によって駆動されるダスト粒子の衝突合体によって形成されたと考えられている。そのため、乱流中のダスト粒子の振る舞い、および、乱流の普遍性を解明することは重要である。本年度は、(1)乱流中の様々なスケールの流れ構造と粒子運動の関係の定量化、(2)天文分野でしばしば用いられる等温を仮定した圧縮性乱流場の解析を行った。(1)では、慣性を持つ粒子を伴う非圧縮性乱流の直接数値計算(DNS)で得られたデータを解析した。速度場を粗視化することで様々なスケールの流れ構造を抽出したところ、粗視化された渦領域では慣性の大きい粒子の存在確率が小さいことが示された。また、粗視化された渦周りの粒子数密度を調べたところ、渦周りで低密度領域を形成する粒子の慣性は粗視化度合いの増加に伴って大きくなることがわかった。以上の結果は、粒子は主にその慣性の大きさに対応するスケールの渦によって排出されるという共鳴条件の仮説が粗視化された渦において成立することを示したものであり、乱流中の様々なスケールの渦構造と粒子運動の関係を示す重要な知見を与えるものであると考えられる。(2)では、スーパーコンピュータ「富岳」を用いることで、等温を仮定した圧縮性乱流の大規模DNSを実施し、得られた統計量を非圧縮性乱流の統計量と比較した。その結果、圧縮性乱流の速度場のソレノイダル成分で計算されるエネルギースペクトルおよび規格化されたエネルギー散逸率のソレノイダル成分は、非圧縮性乱流場のエネルギースペクトルおよび規格化されたエネルギー散逸率とそれぞれよく一致することがわかった。これは、高レイノルズ数における圧縮性乱流場の普遍性に対して重要な知見を与えるものであると考えられる。一方、乱流場の圧縮成分の普遍性を探究するにはさらに高いレイノルズ数を実現する必要があり、今後の課題である。

The standard for the formation of a confused star, the standard for the formation of a confused star, the standard for the formation of a puzzle, the formation of a puzzle, the formation of a cluster of particles, the formation of a cluster, and the formation of a cluster. In turbulence, the particles vibrate and dance, and the universality of turbulence explains the importance of turbulence. This year, (1) the number of particles in turbulence is quantified, and (2) in the field of astronomy, isothermal temperature measurements are used to determine the nature of the turbulent flow field. The main results are as follows: (1) the direct count calculation (DNS) of particles with non-sexual turbulence is obtained. Speed coarsening, coarsening, extraction, coarsening, extraction, coarsening, coarsening, Coarsening, coarsening, density of particles, density of particles and low-density fields of low density. According to the above results, the main results of the study are as follows: the main results of the above results are as follows: the results of the above results, the main results of the above results, the main results of the above results, the (2) the large-scale model of typhoon turbulence (DNS) was used in Fuyue to determine the temperature, temperature and temperature. The results show that the speed field and the components of the velocity field and the speed field of the sexual turbulence are calculated, the escape rate is not standardized, the escape rate is the same, and the non-volatile turbulence field is different from each other. The number of people in the field of sexual disorder, the prevalence of sexual disorder, the importance of knowledge, and the number of people in the field of sexual disorder. On the one hand, the components of the turbulence field are universal. The number of people who are in need of attention is very high. In the future, problems will be discussed.

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effects of the Compressibility of Turbulence on the Dust Coagulation Process in Protoplanetary Disks

DOI：
10.3847/1538-4357/abe9ba
发表时间：
2021-04
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Yoshiki Sakurai;T. Ishihara;Hitomi Furuya;M. Umemura;K. Shiraishi
通讯作者：
Yoshiki Sakurai;T. Ishihara;Hitomi Furuya;M. Umemura;K. Shiraishi

乱流中の多重スケール流れ構造と粒子衝突統計の関係についての数値解析

湍流中多尺度流动结构与粒子碰撞统计关系的数值分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ishiguro Masateru;Bach Yoonsoo P;Geem Jooyeon;Naito Hiroyuki;Kuroda Daisuke;Im Myungshin;Lee Myung Gyoon;Seo Jinguk;Jin Sunho;Kwon Yuna G;Oono Tatsuharu;Takagi Seiko;Sato Mitsuteru;Kuramoto Kiyoshi;Ito Takashi;Hasegawa Sunao;Yoshida Fumi;他12名;櫻井幹記,石原卓
通讯作者：
櫻井幹記,石原卓

乱流中の多重スケール流れ構造と粒子衝突統計のDNSデータ解析

湍流中多尺度流动结构和粒子碰撞统计的DNS数据分析