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地球流体核内のダイナモ作用による磁場生成維持機構の数値シミュレ-ション

地球流体核心中发电机作用产生磁场和维持机制的数值模拟

基本信息

批准号：
03232204
负责人：
吉村宏和
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

地球中心外核の流体運動によって,地球磁場を生成維持するダイナモ過程を追跡するため,外核を3次元球殼としてモデルをつくり,溶融した鉄でみたされていると考えられる球殼内の流体運動を微分回転と,球殼全体にひろがるグロ-バル対流があるとして,微分回転とグロ-バル対流の構造を与えて,3次元電磁流体方程式を数値積分し,磁場の行動を探った。微分回転の構造はグロ-バル対流の流れの構造と別のメカニズムによって決められる場合も含めて考えるため,二つの構造は独立して,電磁流体力学の方程式の中に入れた。微分回転の構造は各種のものを任意に与え,解である磁場の振舞いから,逆にその構造を推定するという道をとった。グロ-バル対流の構造は,線形化されたナビエ・スト-クス方程式の解から導びかれたものを与えた。その性質の中で,解が回転軸のまわりに西進して伝幡すること,ヘリカル構造をもつこと,の2点は,ダイナモが働くために不可決であることがわかった。2点とも回転の影響である。この性質があれば,他の性質はダイナモの解にそれほど影響がないこともわかった。微分回転の構造は,ダイナモの解の性質を大きく左右し,一般的な場合,大陽周期の磁場にみられる,振動解になるが,微分回転の構造が,内部に向って回転速度が遅くなるような場合,磁場の極性を反転しないで,しかも磁場の構造も変化せずに,その強さのみ強めていく解があることがわかった。この研究により,磁場の起源論の基本的問題である,電磁流体の運動によって,磁場が生成維持できるかという問いに肯定的に答えられたばかりでなく,地球磁場のような定常ダイナモも働らくこと,あるいは,地球磁場の経度方向西進もグロ-バル対流のパタ-ンの西進とむすびつけて考えられることが,わかった。これらのダイナモ過程の〓過程を,磁力線の一般的振舞いとして理解するための磁力線の3次元空間における幾何学もわかった。

The fluid motion in the outer core of the earth is generated and maintained by the earth's magnetic field. The fluid motion in the outer core is traced. The fluid motion in the outer core is traced. 3-D electromagnetic fluid equations are numerically integrated, and the behavior of magnetic fields is explored. The structure of the differential loop is related to the structure of the flow field, and the structure of the differential loop is related to the equation of electromagnetic fluid dynamics. The structure of the differential loop is arbitrary, and the magnetic field is inverted. The structure of the flow is linear, and the solution of the equation is linear. In the middle of the nature, the solution is to return to the axis and move westward. The structure is to move westward. The two points are to move westward. The solution is to move westward. 2 points to the impact of. The nature of this problem is different, and its nature is different. The structure of the differential loop is different, the nature of the solution of the differential loop is different, in general, the magnetic field of the large sun period is different, the vibration solution is different, the structure of the differential loop is different, the internal rotation speed is different, the polarity of the magnetic field is different, the structure of the magnetic field is different, the strength of the magnetic field is different. This research is aimed at the fundamental problem of the theory of the origin of the magnetic field: the motion of electromagnetic fluid, the generation and maintenance of the magnetic field, the steady state of the earth's magnetic field, and the westward movement of the earth's magnetic field. This is the first time that the magnetic field has been used in the three-dimensional space.