応用課題5. 太陽風磁気圏相互作用の３次元MHDシュミレーション
中島章光（名古屋大学ＳＴＥ研）
津川卓也（名古屋大学ＳＴＥ研）
上野潤（大阪市立大学大学院）
斉藤大互（千葉大学大学院）
課題内容
ベクトル化とベクトル並列化(MPI)された3次元MHDコードを用いて、SUNワークステーションとベクトル並列型のスーパーコンピュータFujitsuVPP5000で太陽風と地球磁気圏相互作用のグローバルMHDシミュレーションを行い、惑星間磁場（IMF）が北向きと南向きの場合の磁気圏構造を調べる。図形処理として断面図や3次元磁力線構造の描画、VRMLを用いた３次元可視化を実行する。
用いたモデル
各パラメータは次のものにより規格化した。
距離 : 地球半径 Re = 6.37 × 106 m
速度 : 赤道におけるアルフベン速度 VA = 6.80 ×106 m/s
計算時間 : アルフベン通過時間 t = Re/VA = 0.937s
密度 : 電離層における値 ns= 10 10 m-3
磁場 : 赤道における現在の双極子磁場強度 Bs = 3.12 × 104 nT
境界条件 : 上流は固定端、側面と上下面は磁気圏前面に形成される衝撃波の形状を考慮して、x軸と45度の角度を持たせた自由端、下流は面に垂直な方向に自由端、地球の中心を通る y=0 又は z＝0 の面では磁場と速度のベクトルと矛盾のない鏡像の境界条件を課す。
実験結果
図1：太陽と地球を結ぶ子午面と赤道面の地球磁気圏の構造と磁気圏尾部の断面図(白黒プロット)
図2：太陽と地球を結ぶ子午面と赤道面の地球磁気圏の構造と磁気圏尾部の断面図(カラープロット)
1)IMFが北向き一定：+5 nT、太陽風速度：300 km/s → 450 km/s
2)IMFが南向き一定：-5 nT、太陽風速度：300 km/s → 450 km/s
3)太陽風速度が一定：300 km、IMF：北向き(+6.7 nT)→ 南向き(-6.7 nT)
4)太陽風速度が一定：300 km、IMF：南向き(-5.0 nT)→ 北向き(+5.0 nT)→ 南向き(-10.0 nT)