宇宙空間における電磁流体乱流の構造

空间磁流体动力湍流结构

• 批准号: 05740310
• 负责人: 羽田 亨
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740310/
• 关键词: 電磁流体波動; 非線形プラズマ波動; 宇宙プラズマ波動; 電磁流体乱流; アルヴェン波

宇宙空間プラズマ中にみられる大振幅磁気流体波動(特にアルヴェン波動)の非線形発展過程を、理論および数値シュミレーションにより考察した。まず、DNLS方程式により記述されるアルヴェン系が可積分であり、系の初期値問題を解く逆散乱法が存在することから、太陽風中アルヴェン波動の解析に逆散乱問題の散乱データが応用できることを示唆した。従来より多く用いられているフーリエモード分解によるデータ解析の手法は、線形方程式系に最もその威力を発揮する。一方、逆散乱法により散乱データを求める際には、対象となる物理系に固有の非線形性が考慮されており、データに含まれるより高度の情報を抽出することが可能であることをしめした。次に、太陽風中ではプラズマのベータ値が高く、音波とアルヴェン波動の速度が同じオーダーであり、かつアルヴェン波動の振幅が非常に大きいため、アルヴェン波動(右偏波および左偏波の2種)と音波が3重に縮退していると考えられることを示した。これに基づき、これら3種の波動が従う新しい非線形波動方程式系(TDNLS系)を提唱した。この系は、従来知られていた磁気流体波動の従うモデル方程式(KdV、mKdV、DNLS各方程式系)を含む。この系の物理的性質を、系の可積分性および電磁流体乱流の各観点から議論した。また、大振幅アルヴェン波動の自己変調不安定性を、TDNLS系の中で考察した。更に、大振幅磁気流体波動によりプラズマ粒子が加速・加熱される過程を、数値シュミレーションにより議論し、速度拡散係数の評価を行った。

In space プ ラ ズ マ に み ら れ る large amplitude magnetic 気 fluid fluctuation (especially に ア ル ヴ ェ ン fluctuations) の nonlinear を 発 show process, theoretical お よ び the numerical シ ュ ミ レ ー シ ョ ン に よ り investigation し た. ま ず, DNLS equation に よ り account さ れ る ア ル ヴ ェ が ン department can be integral で あ り numerical problems early, is の を く inverse method of scattered が exist す る こ と か ら, solar wind ア ル ヴ ェ ン fluctuations の parsing に inverse scattered problem の scattered デ ー タ が 応 with で き る こ と を in stopping し た. 従 to よ り く use more い ら れ て い る フ ー リ エ モ ー ド decomposition に よ る デ ー タ parsing の は, linear equation is the most も に そ の power を 発 swing す る. One party, the inverse method of scattered に よ り scattered デ ー タ を o め る interstate に は, like と seaborne な る physics に inherent の が considering nonlinear sex さ れ て お り, デ ー タ に containing ま れ る よ り highly の intelligence を spare す る こ と が may で あ る こ と を し め し た. に, solar wind で は プ ラ ズ マ の ベ ー タ high numerical が く, sonic と ア ル ヴ ェ ン が の speed fluctuations with じ オ ー ダ ー で あ り, か つ ア ル ヴ ェ ン の amplitude が very に volatile き い た め, ア ル ヴ ェ ン fluctuations (right wave お よ び left wave の 2) と sonic が 3 heavy に retreat し て い る と exam え ら れ る こ と を shown し た. Youdaoplaceholder0 れに basis づ づ, <s:1> れら three kinds of <s:1> waves が従う new <s:1> れに non-linear wave equation system (TDNLS system)を ticked and sang た. こ の は, 従 to know ら れ て い た magnetic fluctuations 気 fluid の 従 う モ デ ル equation (KdV and mKdV, DNLS program department) を む. The を physical properties of the <s:1> system を integrability of the <s:1> system および electromagnetic fluid turbulence <e:1> at each 観 point ら ら discussion on た. Youdaoplaceholder0, large amplitude ア を ヴェ ヴェ <s:1> self-fluctuating instability of <s:1>, を examination of で in TDNLS system <e:1> た. More に magnetic 気 fluid, large amplitude fluctuation に よ り プ ラ ズ が マ particle accelerating, heating さ れ を る process, the numerical シ ュ ミ レ ー シ ョ ン に よ り comment し, speed company, dispersion coefficient の review 価 を line っ た.

项目成果

T.Hada: "The soliton transform and a possible application to nonlinear Alfven waves in space" Geophysical Research Letters. 20. 779-782 (1993)

T.Hada：“孤子变换及其在空间中非线性阿尔文波的可能应用”地球物理研究快报。