無衝突プラズマにおける自己組織化と磁気リコネクション

无碰撞等离子体中的自组织和磁重联

• 批准号: 02F00310
• 负责人: 堀内 利得
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00310/
• 关键词: 自己組織化; 磁気リコネクション; 構造形成; 運動論的アルベン波; 無衝突プラズマ; シェアー流; 電子慣性; 交換不安定性

複雑性プラズマにおける構造形成や自己組織化のような多数の構成要素が複雑に絡まり合って発生する非線形現象には、その現象の構成する要素の支配法則が異なっていても共通する新しい物理像を示すことがある。本研究では、無衝突磁気リコネクションが支配する磁化プラズマの自己組織化現象をその典型例としてとりあげ、無衝突プラズマから成る開放系での構造遷移過程および速いリコネクション過程を支配する機構の解明に関する研究を行い、次にあげる3項目の成果を挙げた。1.ラグランジュアン流体法を用いた磁気音波の非線形発展:これは、磁気リコネクションの数値解析に用いられている平衡配位に関する研究である。これまでの多くの研究では、容易に解析解が得られるという利点から、一様速度を持つ平衡配位を用いているが、粒子シミュレーションで観測されるように、磁気リコネクションが誘起するまでの系の力学発展により初期の一様速度分布を持つ平衡分布が変形される。この研究は、1次元ラグランジュアン流体法を用いて、平衡分布の力学発展を解析的に解いたものであり、数値シミュレーションにとって有用な解となっている。2.2次元平衡における運動論的アルベン波の第2次励起:初期に不安定であった波、たとえば、低域混在ドリフト波の非線形飽和の結果、楕円形状を持った2次元渦流が生み出される。一旦この渦流が実現するとその運動により2次的に運動論的アルベン波が励起され、さらに、この波の非線形発展により、電流層の中に乱流状態が実現する。この研究では、この波による乱流スペクトルのカスケード等の現象も解析した。3.電子磁気流体領域における自己組織化:この研究は、シェアー流の存在する系での電子慣性を通じて発生した交換不安定性を扱ったものである。シェアー流の存在は、境界領域でのミクロ不安定性を安定化して、プラズマ閉じ込めを劣化させる輸送を抑える役目をする。ここでは、特に、低ベータ領域で励起するイオン慣性に依存した交換不安定性と高ベータ領域で発生する電子慣性に依存した交換不安定性の関係を、径電場(静電場)とその結果としての渦流の観点より解析した。

The structural formation of complex phenomena is self-organized, and most of the constituent elements are complex and complex. The governing rules of the constituent elements of the phenomena are different and common. This paper presents the results of three projects, namely, the research on the typical examples of the self-organization phenomenon of the magnetic field dominated by the collision-free magnetic field, the research on the structural migration process dominated by the magnetic field dominated by the collision-free magnetic field, and the research on the mechanism of the structural migration process dominated by the magnetic field dominated by the collision-free magnetic field. 1. Non-linear development of magnetoacoustic waves in the application of the fluid method: study on the relationship between equilibrium coordination and numerical value analysis of magnetoacoustic waves. The results of this study are as follows: (1) It is easy to obtain analytical solutions,(2) It is easy to obtain equilibrium coordination,(3) It is easy to obtain equilibrium coordination,(4) It is easy to obtain equilibrium coordination,(5) It is easy to obtain equilibrium coordination,(6) It is easy to obtain equilibrium coordination,(7) It is easy to obtain equilibrium coordination,(8) It is easy to obtain equilibrium coordination,(9) It is easy to obtain equilibrium coordination,(10) It is easy to obtain equilibrium distribution,(10) It is easy to obtain equilibrium This study is based on the application of the fluid method to the analysis of equilibrium distribution and the analysis of numerical solutions. 2.2 The second excitation of the two-dimensional equilibrium theory: the initial unstable wave, the low-domain mixed wave and the non-linear saturation result, the shape of the two-dimensional vortex. Once the vortex is realized, the motion of the second order motion theory is realized, and the turbulent state in the current layer is realized, such as the excitation of the wave, the nonlinear development of the wave and the turbulent state in the current layer. This study analyzes the phenomena of turbulence, such as wave motion, wave motion, etc. 3. Self-organization in the field of electron magnetic fluids: the study of electron inertia and exchange instability in the system of existence of electron magnetic fluids The existence of flow, the stability of the field, the degradation of the transport, the suppression of the traffic The relationship between electron inertia dependence and exchange instability, radial electric field (electrostatic field) and the result of vortex analysis are discussed.