４．磁気リコネクション
谷川（名大・理・地球惑星）、
上原（京大・理）、
高橋（愛教大）、
佐々木（東大理、国立天文台）、
高橋（茨城大・理工）、
野呂（千葉大・自然科学）
- Introduction
- Craig and Henton 1995
- 定常・非圧縮の仮定の元で、解析解（特解）が存在
- しかし、安定かどうかは不明。
⇒ 数値シミュレーションで安定性を解析
- 手法
- 定常解析解を初期条件にして時間発展させ、場の定常性をチェック
- 初期条件（定常解析解）
ただし、
- 境界条件
- 非圧縮流体への近似
- 結果
- パラメータ１ (E=0.1, η=0.01, α=-1.0, β=0.25, γ=0)
E:一様電場, η:抵抗率
- 解析解
左図：流線関数、右図：磁場
- 計算結果(50×50 grids, dx=0.04)
速度ベクトルと磁力線
- パラメータ２ (E=0.1, η=0.01, α=1.0, β=2.0, γ=0)
E:一様電場, η:抵抗率
- 解析解
左図：流線関数、右図：磁場
- 計算結果2-1(50×50 grids, dx=0.04, [-1.0,1.0])
速度ベクトルと磁力線
- 中心付近で回転を始めている
⇒ 不安定? → 計算グリッド数を倍にしてチェック
- 計算結果2-2(100×100 grids, dx=0.02, [-1.0,1.0])
速度ベクトルと磁力線
- グリッドによる影響ではない？
⇒ 不安定??
→ 計算領域を変化させてチェック
- 計算結果2-3(150×150 grids, dx=0.02, [-1.5,1.5])
速度ベクトルと磁力線
- 計算結果2-4(長時間)(50×50 grids, dx=0.04, [-1.0,1.0])
速度ベクトルと磁力線
- パラメータ３ (E=1.0, η=0.01, α=1.0, β=2.0, γ=0)
E:一様電場, η:抵抗率
- 計算結果3(50×50 grids, dx=0.04, [-1.0,1.0])
速度ベクトルと磁力線
- まとめ
- 不安定が起こる場合と起こらない場合があった。
- 不安定はグリッド・計算領域に依らず起こるようであった。
- 解析解の速度シアが大きいほど不安定のようだった。
→ シア不安定？