[M-GI22] 計算科学による惑星形成・進化・環境変動研究の新展開

[MGI22-P03] SPH法における、人工粘性とそのスイッチ、微分演算子の離散化に関するテスト

*細野 七月¹、斎藤 貴之²、牧野 淳一郎^1,2 (1.理化学研究所 計算科学研究機構、2.東京工業大学 地球生命研究所)

キーワード：流体数値計算

天文学や惑星科学において、回転円盤の流体数値計算は非常に重要である。
これまでSmoothed Particle Hydrodynamics (SPH)と呼ばれる手法が広く使われてきたが、
一方このSPH法を用いてケプラー回転する円盤の数値計算を行うと、非物理的な角運動量輸送が円盤に働いてしまい、数回転のうちに円盤が崩壊してしまうという事が指摘されてきた。
この崩壊の原因は未だ明確になっておらず、圧力勾配が原因であるとする説と、人工粘性が原因であるとする説の2つが存在している。
そこで、本研究では、この円盤崩壊の原因を調査した。
その結果、この円盤崩壊は、際内の粒子にかかる人工粘性が引き起こしていた事を発見した。
また、本研究では同時に、人工粘性を古典的なvon-Neumann-Richtmyer-Landshoff型にし、$\nabla \cdot \vec{v}$の精度をあげる事で、
円盤が100回転以上計算する事の出来る事を発見した。