静電コーヒーレントポテンシャル構造の発生機構とプラズマ加熱・加速過程

静电相干势结构产生机制及等离子体加热/加速过程

• 批准号: 11F01024
• 负责人: 大村 善治
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01024/
• 关键词: ソリトン; イオン音波; 流体コード; 粒子コー; 静電孤立波; シミュレーション; 非線形理論; KdV方程式; 粒子コード; プラズマ; 磁気圏

オーロラ域や磁気圏境界層で多く観測される静電孤立波の研究では、多成分プラズマを流体モデルで近似して、正負両極性の密度変調に対応する非線形ソリトン解に基づいて、最近の人工衛星によるプラズマ波動の波形観測データの理論的な解析研究が行われてきた。一方、宇宙プラズマ中の静電孤立波は、このような流体モデルによる理論解析から得られるソリトン解の他、運動論的な解析手法で得られる速度位相空間における電子およびイオンのホールによっても説明することができる。実際に、受入研究者の大村は、これまで粒子モデルの計算機シミュレーションを駆使して、電子ホールおよびイオンホールによる解析を中心的に行ってきており、Kakad博士の非線形理論とは全く異なる手法により、同様の衛星観測データの解析をおこなってきた。この電子ホールは静電的なBGKポテンシャルであり、時間空間で非常に安定に存在することができるものである。一方、流体モデルによる非線形ソリトン解は、その安定性およびパラメータ依存性について、未だ十分な解析がおこなわれていないのが現状である。本研究では、流体モデルと粒子シミュレーションモデルの比較を通じて、流体モデルに基づく理論の有用性と限界を解明する。さらに、1次元モデルによる流体および粒子シミュレーション解析の次の段階の研究として2次元および3次元への拡張を試みる。Kakad博士の理論解析と大村がこれまで行ってきた2次元および3次元のシミュレーションの経験を生かして、多次元モデルの非線形理論解析と、その前提となる物理パラメータの必要条件を明らかにする。

オ ー ロ ラ domain や magnetic 気 sha-lu boundary layer more than で く 観 measuring さ れ る electrostatic solitary wave の research で は, multiple ingredients プ ラ ズ マ を fluid モ デ ル で approximate し て, positive and negative polarity that struck の density variations に 応 seaborne す る nonlinear ソ リ ト ン solution に base づ い て, recently の artificial satellite に よ る プ ラ ズ マ fluctuations の waveform 観 デ measurement ー タ の な analytical study of the theory of line が わ れ て き た. In the side, the universe プ ラ ズ マ の electrostatic solitary wave は, こ の よ う な fluid モ デ ル に よ る theory analytical か ら must ら れ る ソ リ ト ン solution の he, kinetic theory analytical technique で な ら れ る speed phase space に お け る electronic お よ び イ オ ン の ホ ー ル に よ っ て も illustrate す る こ と が で き る. Be interstate に, incoming researchers は の large village, こ れ ま で particle モ デ ル の computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 駆 make し て, electronic ホ ー ル お よ び イ オ ン ホ ー ル に よ る parsing を center line に っ て き て お り, Dr Kakad の nonlinear theory と は く all different な る gimmick に よ り, with others in の satellite 観 measuring デ ー タ の parsing を お こ な っ て き た . こ の electronic ホ ー ル は electrostatic な BGK ポ テ ン シ ャ ル で あ り exist, time space で very に stability に す る こ と が で き る も の で あ る. Party, fluid モ デ ル に よ る nonlinear ソ リ ト ン は, そ の stability お よ び パ ラ メ ー タ dependency に つ い て, not very な だ analytic が お こ な わ れ て い な い の が status quo で あ る. This study で は, fluid モ デ ル と particle シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル の is を tong じ て, fluid モ デ ル に base づ く theory の usefulness と limit を interpret す る. さ ら に, 1 yuan モ デ ル に よ る fluid お よ び particle シ ミ ュ レ ー シ ョ ン parsing の times の Duan Jie の research と し て 2 dimensional お よ び 3 dimensional へ の company, zhang を try み る. Dr Kakad の theory analytical と big village が こ れ ま で line っ て き た 2 dimensional お よ び 3 dimensional の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 経 験 を raw か し て, multidimensional モ デ ル の nonlinear theory analytical と, そ の premise と な る physical パ ラ メ ー タ の necessary を Ming ら か に す る.

项目成果

Propagation characteristics of nonlinear ion-acousticsolitary waves in space plasmas

空间等离子体中非线性离子声孤立波的传播特性

• 发表时间: 2012
• 作者: V. Panwar;H. Hashiguchi;S.K. Dhaka;Marzuki;M.K. Yamamoto;and Y. Shibagaki;Kakad A. P. and Y. Oraura;高橋朋子;Kakad A. P. and Y. Oraura
• 通讯作者: Kakad A. P. and Y. Oraura

On the evolution of nonlinear ion acoustic waves and their stability in an unmagnetized plasma

非磁化等离子体中非线性离子声波的演化及其稳定性

• 发表时间: 2012
• 作者: 久我健太郎; 曾根啓太; 松本洋介; E. C. T. 0' Farrell; 中辻知;Kakad A. P. and Y. Omura
• 通讯作者: Kakad A. P. and Y. Omura

idence of ion acoustic soliton chain formation and validation of nonline

离子声孤子链形成的识别和非线性验证

• 发表时间: 2013
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: ikad;Yoshiharu Omura;and Bharat
• 通讯作者: and Bharat

Nonlinear evolution of ion acoustic solitary wave

离子声孤立波的非线性演化

• 发表时间: 2012
• 作者: V. Panwar;H. Hashiguchi;S.K. Dhaka;Marzuki;M.K. Yamamoto;and Y. Shibagaki;Kakad A. P. and Y. Oraura
• 通讯作者: Kakad A. P. and Y. Oraura

Experimental evidence of ion acoustic soliton chain formation and validation of nonlinear fluid theory

• DOI: 10.1063/1.4810794
• 发表时间: 2013-06
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: A. Kakad;Y. Omura;B. Kakad