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超並列計算機を使ったISSA用リアルタイム宇宙電磁環境シミュレータに関する研究

大规模并行计算机ISSA实时空间电磁环境模拟器研究

基本信息

批准号：
08751058
负责人：
蔡東生
金额：
$ 0.64万
依托单位：
University of Tsukuba
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

日米欧加の共同事業である宇宙ステーション計画フリーダムは1998年に有人オペレーションが予定されている.宇宙空間という新しい実験室を初めて人類に半恒久的に与えてくれるフリーダムは,過去のスペースラブと比べて遥かに高精度で質の高い実験データを与えてくれるはずである.しかし,同時に我々は,工学的見地から宇宙基地が地球の磁気圏と電離層に与える影響や宇宙基地が受ける電磁的影響を正しく理解しなければならない.本研究の目的は帯電した宇宙飛翔体と宇宙プラズマとの干渉現象を粒子シミュレーションにより明らかにすることである.本研究では帯電した宇宙飛翔体がどのように宇宙プラズマから還流電流を得るかを,特に,宇宙飛翔体自体が内部から洩れでるアウトガスが大きな人工プラズマ源になることを着目してシミュレーションモデルを構成した.本モデルでは正準モーメンタム保存則を利用して一次元的なアウトガスの挙動を解析的に平衡状態で求めた.この解析によると,アウトガスは宇宙空間に放出された瞬間に宇宙プラズマとの電荷交換により宇宙飛翔体と同期して動くプラズマビームとなる.このビームは同時に,磁場により,進行方向と垂直な方向に分極電場を作り,飛翔体と同期して動こうとする.分極後,このビームは一次元的に安定であることを不安定性解析と一次元シミュレーションによって確かめた.さらにこの一次元モデルを使って,2次元以上の粒子シミュレーションをスタートさせる初期化コードを完成させた.さらにこの初期化コードを使って二次元の粒子シミュレーションをスタートさせ,ビームの減速がケルビン・ヘルムホルツ不安定によって起こることを確かめた.また,これらのプラズマがかなりの時間飛翔体を取り巻き,飛翔体の帯電現象と密接な関わりを持つことを明らかにした.これらの結果は,Physics of Fluids,Journal of Comutational Physicsなどの学会誌に投稿され,受理されている.

The joint venture between Japan and Canada was launched in 1998 with the establishment of a joint venture plan. Outer space is a new space, and the human race is a semi-permanent space, and the past is more precise than the past, and the quality is higher. At the same time, we understand that the cosmic base is affected by the earth's magnetosphere and ionosphere. The purpose of this study is to investigate the phenomenon of particle formation in the universe. In this study, the universe flying body is composed of two parts: the universe flying body is composed This article is about the balance state of the accurate balance state analysis. The analysis of this phenomenon is based on the instantaneous emission from outer space and the charge exchange between the universe and the universe. In this case, the magnetic field is parallel to the vertical direction, and the polarized electric field is parallel to the vertical direction. After the polarization, the first order stability analysis and the first order stability analysis are carried out. This is the first time that a particle of more than two dimensions has been transformed into a particle of more than two dimensions. The initial phase of the process is to make the particles of the second dimension change, and the deceleration of the process is to make the particles unstable. The time of flight is the time of flight, and the electric phenomenon of flight is the time of contact. The results were published in Physics of Fluids,Journal of Commutational Physics.