図3-10(上)電子乱流の計算手法 (右下)電子断熱層の第一原理シミュレーション (左下)電子乱流における自己組織化現象のシミュレーション

図3-10(上) 電子乱流の計算手法

磁力線方向メッシュを用いることにより、約100分の1のメッシュ数で微視的な電子乱流の第一原理シミュレーションを行うことに成功しました。

 

図3-11(右下) 電子断熱層の第一原理シミュレーション

(a)静電ポテンシャルの等高線図と(b)(θ,φ)方向のモード数(m,n)で特徴付けられる各共鳴モード成分の結合関係。断熱層領域では単一ピッチ成分(二次元的)の自己組織化現象によって熱輸送を妨げるθ方向の層状の流れが形成されますが、熱輸送領域では複数ピッチ成分(三次元的)の結合によって熱を輸送するr方向の流れが形成されます。

図3-12(左下) 電子乱流における自己組織化現象のシミュレーション

(c)〜 (e)に示す静電ポテンシャルの等高線図では、図3-11(a)の断熱層領域を模擬した単一ピッチの系においてランダムな乱流(c)を初期条件として電子乱流を緩和させると、過渡的状態(d)を経て(e)のような層状の流れの状態に落ち着いていきます。この形成機構は惑星大気における東西ジェット形成と同様の自己組織化現象です。

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