[P-EM16] 宇宙プラズマ理論・シミュレーション

[PEM16-11] 非等温MHDモデルに対する近似リーマン解法の開発

*重國 壮太郎¹、三好 隆博¹ (1.広島大学大学院先進理工系科学研究科)

キーワード：近似リーマン解法、非等温磁気流体力学、太陽大気

太陽大気で観測される太陽フレアなど爆発現象の発現機構には磁場が関係していると考えられている。そのため太陽大気磁場の時間変化、空間構造の解明が重要である。近年、光球磁場の時系列データを境界条件としたデータ駆動型磁気流体力学 (MHD) シミュレーションによる太陽フレアトリガ機構の再現が試みられている。データ駆動型MHDシミュレーションでは光球から大気下層である彩層、上層にあたるコロナまでを含む一貫したMHDシミュレーションが不可欠と考えられる。特に光球および彩層では、コロナとは異なり、圧力および重力の効果 (有限ベータ効果）が無視できない。Jiang et al. (2021) により有限ベータ効果を含むMHDシミュレーションが行われたが、全領域をコロナの温度で固定した等温モデルであるため、大気下層の有限ベータ効果が小さくなる。一方で、太陽大気の加熱・冷却過程を含んだMHDシミュレーションは未だ確立されていない。
そこで本研究では、鉛直方向に定常な温度分布を与えた非等温MHDモデル (NIMHD)を用いて太陽フレアトリガ機構に対する有限ベータ効果を解明することを最終目的としている。特に本報告では、NIMHDに対するHLLD近似リーマン解法を新たに開発する。宇宙・天体MHDシミュレーションで広く利用されているHLLD近似リーマン解法 (Miyoshi & Kusano, 2005) と等温MHD (IMHD) に対するHLLD近似リーマン解法 (Mignone, 2007) をNIMHDに拡張した。非等温分布におけるテスト計算の結果、IMHDに対するHLLD法を拡張した数値解法では数値振動が生成されるに対し、HLLD法を拡張した数値解法では数値振動が抑制された。また、等温分布においては、本研究で開発した数値解法がIMHDに対するHLLDと同等な数値解を与えることを確認した。

参考文献
1. C. Jiang, et al., Nat Astron. 5 (2021) 1126.
2. T. Miyoshi and K. Kusano, J. Comput. Phys. 208 (2005) 315.
3. A. Mignone, J. Comput. Phys. 225 (2007) 1427.