なぜ地球磁極は逆転するのか?

現在、太陽黒点数の推移と、太陽磁極の逆転メカニズム、を追っています

5月度その17:太陽磁極の逆転を追う ➡ MHDシミュレータ ➡ まずは二次元KH不安定問題の密度・gif解を得る!【追記】圧力・gif解も追加してみる!【追記2】Bz・gif解も追加してみる!【追記3】psの意味が分かりました!

太陽磁極の逆転を追う ➡ MHDシミュレータ ➡ まずは二次元KH不安定問題の密度・gif解を得る!【追記】圧力・gif解も追加してみる!【追記2】Bz・gif解も追加してみる!【追記3】psの意味が分かりました!

 

 という訳で、まず二次元の入り口として、OpenMHDに内蔵されている二次元KH不安定例題の密度ρの解をgif化してみる。

 

KH不安定とは、Wiki [ケルビン・ヘルムホルツ不安定性 - Wikipedia] より:

ケルビンヘルムホルツ不安定性とは、流体力学上の概念で、層を成しており各層ごとに密度の異なる流体が、お互いに異なる速度で水平運動するときに発生する、流体の不安定である。

という事で、OpenMHDのKH不安定性例題でも、横軸を距離X、縦軸を距離Yとした密度ρの分布例題が入っている。

f:id:yoshihide-sugiura:20190524011137g:plain

Y軸ゼロをセンターとしてプラス側に高密度、マイナス側に低密度、を設定しており、高密度は最高1.0、低密度は最低0.2程度に設定しているように見える。

Y軸ゼロの上下は、急激に密度を変化させる初期条件のように見える。

 

 ここで、ソースを見ると:

密度ρ、圧力p、速度v、磁束B、の他、psが表示可能となっている。

psって何だ?......それをこれから調べなといけない。

 

【追記】圧力・gif解も追加してみる!

 という訳で、圧力のgifも作成してみた:

f:id:yoshihide-sugiura:20190524145803g:plain

横軸が距離X、縦軸が距離Y、であるのは同じだが、表示は圧力pである。 ほとんどが0.14辺りの赤を示しているのが、これで正しいのかどうか、現在の自分には分からない。

圧力は本来ベクトルだが、ここではベクトル長(圧力の大きさ、スカラー)を示しているので、ほとんどが0.14辺りなのだろう。 そして、矢印が流速だろう。 二次元流体問題におけるグラフ表示に慣れる必要があるかな。

 

【追記2】Bz・gif解も追加してみる!

以下のごとくとなった:

f:id:yoshihide-sugiura:20190524205252g:plain

値はほとんどの領域で1.0だろう。 ちなみに、Bx、By、はともに真っ白だったのでゼロであろう。

psも意味は分からないがgif化したら、やはり真っ白になった、ゼロだろう。

本記事はこれにて終了、です。

 

【追記3】psの意味が分かりました!

 追記3: 2019_05_26 15:54

 

 OpenMHDのソース上でpsを追っていたら、psiと出てきて、ギリシャ文字のΨ(プサイ)でした。

 

 意味としては制限関数に使う様で、セル境界値を求める際にMUSCAL法という補完をするのですが、ここで振動しないように制限を掛ける関数の事、でした。

一次元のリーマン問題では出てきませんでしたが、二次元のKH不安定問題での登場(MUSCAL補完)です。

 

 

最後までお読み頂きまして、誠にありがとう御座いました。