コロナ加熱・太陽風加速問題から迫る波動乱流機構の研究

日冕加热和太阳风加速问题引起的波湍流机制研究

• 批准号: 11J06491
• 负责人: 松本 琢麿 (2013)
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Nagoya 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-11J06491/
• 关键词: 太陽コロナ加熱; 太陽風駆動; 電磁流体波動; 太陽コロナ; 太陽風; 電磁流体波; 乱流; コロナ; 太陽風加速; アルフベン波

太陽の最外層であるコロナは100万度にまで加熱されており、そこから太陽風と呼ばれる高速のプラズマ流が吹き出している。コロナの加熱機構や太陽風の駆動機構を解明することは、太陽を理解する上で不可欠であるが、未だ議論の絶えない難問となっている。申請者らは前年度に、2.5次元の磁気流体シミュレーションを用いてAlfven波がどのように散逸し、大気を形成するかを調べた。前年度の研究では、計算機中で実際に起きている加熱率を評価する方法が未確立であったため、加熱率の見積もりに関しては不定性が大きかった。そこで、本年度は、計算機中での加熱率を評価する方法を確立することを目標とした。微分方程式を離散化する際の打切り誤差に相当する項を正確に見積もることで、Alfven波の散逸に関しては、定量的に非常に優れた見積もり方法を発見し、テスト計算においてその有用性を示した。Fast modeやSlow modeに関しては、まだ改良の余地があるが、本計算において最も重要なエネルギーキャリアはAlfven波であるため、この手法は、加熱機構を評価するのに極めて有効である。この方法を用いて今年度は、前年度に行った数値計算を再評価し、より正確な加熱機構を特定した結果を論文として提出した。さらに現在の2次元磁気流体シミュレーションコードをもとに、3次元のコードの開発も行った。3次元性は特に、乱流機構に対して大きな影響を与える。また、磁気リコネクションといったエネルギー解放機構も競合してくる。開発した3次元コードを用いて、線形波動や衝撃波管といった基本的なテスト計算を行いその動作をチェックした。また、初期の磁場形状を数値的に求めるサブルーチンも実装しており、本計算を行う一歩手前の段階まで開発を進めてきた。

太阳的最外层，冠状病毒，加热至100万度，从那里从那里吹出了称为太阳风的高速等离子体流动。虽然阐明冠状病毒中的加热和驱动太阳风的机制对于理解太阳至关重要，但它仍然是一个非常规的挑战。申请人使用2.5维的磁性模拟研究了上一年，以确定Alfven波如何消散并形成大气。在往年的研究中，对加热率的估计有很大的不确定，因为没有确定的方法可以评估计算机中实际的加热率。因此，今年的目标是建立一种评估计算机加热率的方法。通过准确估计与截断差异方程式相对应的截断误差的术语，我们发现了一种非常定量的出色估计方法，用于耗散Alfven波，并证明了其在测试计算中的有用性。尽管在快速和慢速模式下仍有改进的余地，但这种方法在评估加热机制方面非常有效，因为该计算中最重要的能量载体是Alfven Wave。使用这种方法，今年我们重新评估了上一年执行的数值计算，并提交了确定更准确的加热机制作为论文的结果。此外，我们还基于当前的二维磁体模拟代码开发了三维代码。三维对湍流机制具有特别重要的影响。诸如磁重新连接之类的能量释放机制也相互竞争。使用开发的3D代码，进行了基本的测试计算，例如线性波和冲击管以检查其操作。我们还实施了一个子例程，该子例程从数值上确定初始磁场的形状，并在执行此计算之前一直将其开发到一个阶段。

项目成果

Alfven波によるコロナ加熱・太陽風加速の2次元磁気流体シミュレーション

阿尔文波日冕加热和太阳风加速的二维磁流体动力学模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: 松本琢磨;鈴木建;W. Malaeb;Matsumoto Takuma;K. Okazaki;Matsumoto Takuma;大田由一;Matsumoto Takuma;大田由一;大田由一;Matsumoto Takuma;大田由一;大田 由一;松本琢磨;大田由一;松本琢磨;大田 由一;松本琢磨;松本琢磨;大田 由一;松本琢磨;大田 由一;松本琢磨;大田 由一;舩田淳一;大田由一;大田由一;舩田淳一;松本琢磨;大田由一;舩田淳一;松本琢磨;大田由一;松本琢磨;舩田淳一;舩田淳一;松本琢磨;松本琢磨
• 通讯作者: 松本琢磨

Self-consistent reconstruction of the solar corona and the solar wind under the Alfven wave scenario

阿尔文波情景下日冕和太阳风的自洽重建

• 发表时间: 2011
• 作者: 松本琢磨;鈴木建
• 通讯作者: 鈴木建

太陽風変動を決める物理は何か?

决定太阳风波动的物理原理是什么？

• 发表时间: 2012
• 作者: 松本琢磨;鈴木建;W. Malaeb;Matsumoto Takuma;K. Okazaki;Matsumoto Takuma;大田由一;Matsumoto Takuma;大田由一;大田由一;Matsumoto Takuma;大田由一;大田 由一;松本琢磨;大田由一;松本琢磨;大田 由一;松本琢磨;松本琢磨;大田 由一;松本琢磨;大田 由一;松本琢磨
• 通讯作者: 松本琢磨

太陽風のAlfven波加速のMHDシミュレーション

太阳风阿尔文波加速的 MHD 模拟

• 发表时间: 2012
• 作者: 松本琢磨;鈴木建;W. Malaeb;Matsumoto Takuma;K. Okazaki;Matsumoto Takuma;大田由一;Matsumoto Takuma;大田由一;大田由一;Matsumoto Takuma;大田由一;大田 由一;松本琢磨
• 通讯作者: 松本琢磨

2次元磁気流体シミュレーションを用いた、Alfven波による首尾一貫した高温コロナ・高速太陽風の生成シナリオ

使用二维磁流体动力学模拟阿尔文波的一致高温日冕和高速太阳风发电场景

• 发表时间: 2011
• 作者: 松本琢磨;鈴木建
• 通讯作者: 鈴木建