非対称磁気リコネクション磁気流体モデルの観測的実証

非对称磁重联磁流体动力学模型的观测演示

基本信息

批准号：
21K03645
负责人：
近藤光志
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1.　二次元非対称磁気リコネクション数値計算の総括　二次元非対称磁気リコネクションの数値計算結果をより一般的な磁場の非対称性とシア磁場を共に考慮した物理環境において総括した。主な具体的な成果として、１）プラズモイド前面に形成される衝撃波は、磁場非対称度とシア角度に大きく依存し、一定の大きさ以上になると形成されなくなる。２）プラズモイドは電流層に対して非対称に形成され、より長い側のプラズモイドに接触不連続面が形成される。３）磁気リコネクション率の磁場非対称度およびシア角度依存性を明らかにした。2.　GEOTAIL衛星データを用いた昼側地球磁気圏境界環境の時空間変動の調査　簡単のため計算領域全体に等温仮定を主に用いてきたが、典型的な磁気シースプラズマは低温高密度であることが知られている。より現実的な環境に適用するため、GEOTAIL衛星の観測データを用いて非対称磁気リコネクション環境の時空間変動を調査した。その結果、短期的な変動と変動幅の東西方向の依存性を示した。3.　THEMIS衛星データを用いた昼側地球磁気圏境界における非対称磁気リコネクション構造　数値計算結果を検証するため、磁気圏境界層内の観測を行うのに十分な時空間解像度を持つTHEMIS衛星群の観測データを用いた。リコネクションジェットを観測したイベントを同定し、磁場反転時刻を基準にすることで、リコネクション構造内の衛星の通過領域を特定することに成功し、逆に言えば、数値計算結果の検証を行うことに成功した。4.　三次元非対称磁気リコネクション数値計算　三次元数値計算では、現実に近い有限長の磁気リコネクション線を取り扱うことができる。この有限長の効果により、初期電流層プラズマから構成されるプラズモイドコアとそれを覆うプラズモイドの拡がりの違いを示し、二次元計算では説明できなかった観測特徴を説明することに成功した。

1。二维不对称重新连接数值计算的摘要2D不对称重新连接的结果在物理环境中总结了磁场的不对称性和剪切磁场。主要的特定结果是：1）在浆液的前表面形成的冲击波在很大程度上取决于磁场不对称程度和剪切角度，并且在达到一定尺寸或更大尺寸时不会形成。 2）相对于电流层不对称形成浆液，并在浆液的较长侧形成接触不连续的表面。 3）阐明了磁场不对称和剪切角的依赖性。 2。使用Geotail Satellite数据研究白天地磁层边界环境中时空变化的研究。等温假设主要在整个计算区域中用于简单性，但众所周知，典型的磁性鞘等离子体处于低温和高密度。为了将其应用于更现实的环境，我们使用了Geotail Satellite的观察数据研究了不对称磁重新连接环境中的时空变化。结果，显示了东西方向的短期变化和变化范围依赖性。 3。使用Themis卫星数据在白天接地磁层边界处的不对称磁重新连接结构。为了验证数值计算结果，使用了具有足够时空分辨率的Themis卫星的观察数据，以在磁层边界层内进行观察。通过识别观察到重新连接射流并使用磁场反转时间作为参考的事件，我们成功地识别了重新连接结构内通过的卫星区域，相反，我们能够验证数值计算的结果。 4。三维不对称重新连接数值计算三维数值计算允许处理具有接近现实的有限长度的磁重新连接线。这种有限的长度效应显示了由初始电流等离子体和浆层覆盖它组成的等离子体核的扩散的差异，并成功地解释了观察性特征，这些特征无法通过二维计算来解释。

项目成果

期刊论文数量（36）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

GEOTAIL observations of magnetic reconnection environment around the dayside geomagnetopause

日侧地磁层顶周围磁重联环境的 GEOTAIL 观测

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
亀野誠二;澤田-佐藤聡子;家森俊彦;Kondoh K. and Nitta S.
通讯作者：
Kondoh K. and Nitta S.

シア磁場非対称磁気リコネクションの構造とエネルギー変換

剪切磁场中不对称磁重联的结构与能量转换

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Leonardo da Motta de Vasconcellos Teixeira;Hiroshi Kobayashi;関口太郎，杉山耕一朗，石渡正樹，中島健介，倉本圭，林祥介;長沢真樹子，田中秀和;今西昌俊;新田伸也・近藤光志
通讯作者：
新田伸也・近藤光志

磁気流体シミュレーションコード OpenMHD の開発

磁流变仿真代码OpenMHD的开发