Low viscosity dynamo simulations by a high-order and high-accuracy scheme

通过高阶高精度方案进行低粘度发电机模拟

• 批准号: 22740292
• 负责人: TAKAHASHI Futoshi
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22740292/
• 关键词: 地球ダイナモ; 数値シミュレーション; ダイナモ; 地磁気; 外核; 粘性; シミュレーション; 結合コンパクト差分法

In order to understand the mechanisms and dynamics of the geomagnetic field generation process, we developed a new high-order, high-accuracy code for numerical simulation of the geodynamo. First we confirmed validity of the code by solving a dynamo benchmark problem. Then, we reproduced a dynamo solution in a low-viscosity, strong magnetic field regime, where the large-scale flow structure is preferred due to effects of the strong magnetic field as well as thin sheet-like plumes. We found a characteristic flow structure, by which the strong magnetic field is generated, by a detailed analysis of magnetic field generation process developed in this study. In addition, based on high-pressure, high-temperature experimental results, we showed a possibility of two-layered structure of the Earth's core.

为了更好地理解地磁场产生的机制和动力学过程，我们开发了一个新的高阶、高精度的地球发电机数值模拟程序。首先，我们通过解决一个发电机基准测试问题证实了代码的有效性。然后，我们再现了一个发电机解决方案在低粘度，强磁场制度，其中大规模的流动结构是首选的，由于强磁场的影响，以及薄片状羽流。通过对磁场产生过程的详细分析，我们发现了一种产生强磁场的特征流动结构。此外，基于高压、高温实验结果，我们展示了地核双层结构的可能性。

项目成果

Mercury's internal magnetic field as a challenge of dynamo theory

水星的内部磁场对发电机理论的挑战

• 发表时间: 2011
• 作者: 山下達也;小高正嗣;杉山耕一朗;中島健介;石渡正樹;林祥介;Futoshi Takahashi
• 通讯作者: Futoshi Takahashi

比較惑星ダイナモ:観測とダイナモモデル

比较行星发电机：观测和发电机模型

• 发表时间: 2010
• 作者: Takuji Sugidachi;Masatomo Fujiwara;高橋太
• 通讯作者: 高橋太

High-order and high-resolution geodynamo simulation using a combined compact difference scheme

使用组合紧致差分方案进行高阶高分辨率地球发电机模拟

• 发表时间: 2010
• 作者: 山下達也;小高正嗣;杉山耕一朗;中島健介;石渡正樹;林祥介;F. Takahashi
• 通讯作者: F. Takahashi

High-order combined compact difference scheme in dynamosimulation

动力模拟中的高阶组合紧致差分格式

• 发表时间: 2010
• 作者: 山下達也;小高正嗣;杉山耕一朗;中島健介;石渡正樹;高橋芳幸;西澤誠也;林 祥介;Masahiro SAWADA;F. Tkahashi
• 通讯作者: F. Tkahashi

惑星磁場のメカニズム

行星磁场的机制

• 发表时间: 2010
• 作者: 山下達也;小高正嗣;杉山耕一朗;中島健介;石渡正樹;林祥介;高橋太
• 通讯作者: 高橋太