氏名 : 萩原 裕之 (280767170)
所属 : 金田研
題目 : ３次元電磁流体乱流の大規模直接数値シミュレーション
概要 :
電気伝導性を持つ電磁流体の流れ、特に地球内部の液体鉄や核融合での水素プラ
ズマなどで見られる流れは乱流である。これらの乱流現象は電磁流体力学
（MHD）の基礎方程式であるNavier-Stokes方程式及び誘導方程式に従う決定論的
なものであるが、強い非線形性、巨大自由度、初期条件敏感性を持つために、そ
の挙動のすべてを把握することは困難である。この様な場合、何らかの統計的な
普遍法則に関する知見を得ることが肝要であり、MHD乱流の普遍法則として、
４/５法則がよく知られている。４/５法則とはMHDの基礎方程式から、等方性と
一様性を仮定し、慣性小領域に対して外力および粘性の影響を無視することで厳
密に求められる普遍法則であるが、４/５法則を導く際の仮定は必ずしも自明な
ものでは無い。
そこで４/５法則を導く際の仮定を詳しく検証するため、３次元一様等方性MHD乱
流に対する直接数値シミュレーション(DNS)を行った。このDNSでは、Elsasser変
数と呼ばれる量を導入することにより大幅な計算時間の削減を行うことができ
た。その計算手法も含め、DNSの途中経過について報告する。
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