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磁気遠心力風のモデルとその時間発展. 2002-02-15( Fri) Astrophysics Laboratory MATSUO Kei. Outline. 太陽風のモデルについて 解析解 シミュレーション まとめ. 太陽風. 出典 AstroArts. 太陽風のモデル. Parker(1964) 熱的な風 磁場の影響を考えない Weber Davis( 1967) 熱に加えて磁場と回転も考える. 高温・高圧のためにプラズマが太陽の重力を振り切り外へ流れ出す → 熱的な風. Parker Model.
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磁気遠心力風のモデルとその時間発展 2002-02-15(Fri) AstrophysicsLaboratory MATSUO Kei
Outline • 太陽風のモデルについて • 解析解 • シミュレーション • まとめ
太陽風 出典 AstroArts
太陽風のモデル • Parker(1964) • 熱的な風 • 磁場の影響を考えない • Weber Davis(1967) • 熱に加えて磁場と回転も考える
高温・高圧のためにプラズマが太陽の重力を振り切り外へ流れ出す → 熱的な風高温・高圧のためにプラズマが太陽の重力を振り切り外へ流れ出す → 熱的な風 Parker Model • 太陽風のモデル • 球対称の風が定常的に吹いている • 太陽の回転と磁場の影響を無視する
Weber Davis Model • 磁場を考慮した太陽風のモデル • 一定の角速度で回転している • プラズマが軸対称・定常的に流れている • 赤道面上での現象を考える • 赤道面対称
Weber Davis Model の解析解 Sakurai(1985)
目的 • Weber Davis Model の解析解を再現する • 求めた解析解を初期条件とし、一次元 MHD コードにより基礎方程式の時間進化を追い、 Weber Davis Model の解析解が定常になることを確かめる
仮定と境界条件 • Weber Davis の方法を踏襲 • 断熱 • 軸対称 • 定常状態 • 赤道面上 • 赤道面対称
γ=1.2 として Newton-Raphson 法で解く 無次元化した方程式
Weber Davis 解の時間発展 • 宇宙物理学研究室によって開発された、一次元 MHD コード(Modified Lax-Wendroff 法)により,解析的に求めた Weber Davis 解の定常性を調べる
モデル • 初期条件 • Weber Davis の方法に基づいて求めた解析解 • 境界条件 • 天体の表面では固定 • 無限遠では自由端
時間発展の結果 4000 ステップ計算
解析解と時間発展のグラフの比較 T ρ P Bφ vφ vr
まとめ • Weber Davis 解析解を再現した • 解析解を初期値として、解が定常となることを確認した 今後は、相対論的な wind を調べるためにコードを開発していきたい
これからの目標 • 特殊相対論的一次元 MHD コードを用いて relativistic magnetic wind の時間発展を調べる • カーメトリックの場合の relativistic magnetic wind の時間発展を調べる • エルゴ領域を貫く一本の磁力線に沿う magnetic wind の時間発展を調べる
初期条件 • 重力 • 密度 • 磁場