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 2002-02-15 1 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 2002-02-15 2 太陽風出典 AstroArts 2002-02-15 3 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)  2002-02-15 熱に加えて磁場と回転も考える 4 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 2002-02-15 5 Parker Model の解析解 2002-02-15 6 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 2002-02-15 7 Weber Davis Model の解析解 Sakurai(1985) 2002-02-15 8 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 2002-02-15 9 基礎方程式（Ideal MHD eq.） 2002-02-15 10 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 2002-02-15 11 MHD 方程式の積分形 2002-02-15 12 無次元化した方程式 γ＝1.2 として Newton-Raphson 法で解く 2002-02-15 13 Weber Davis Model の解析解 2002-02-15 14 解析解 2002-02-15 15 解析解 2002-02-15 16 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 LaxWendroff 法）により，解析的に求めた Weber Davis 解の定常性を調べる 2002-02-15 17 MHD 基礎方程式（保存形） 2002-02-15 18 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 2002-02-15 19 時間発展の結果 2002-02-15 4000 ステップ計算 20 解析解と時間発展のグラフの比較 ρ vr 2002-02-15 T P Bφ vφ 21 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 2002-02-15 22 2002-02-15 23 これからの目標 ① 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 ② カーメトリックの場合の relativistic magnetic wind の時間発展を調べる ③ 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 2002-02-15 24 各積分定数の値 2002-02-15 25 初期条件  重力  密度  磁場 2002-02-15 26