【研究分野】天文学およびその関連分野

【研究領域課題番号】17K18792 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

多次元 / 恒星進化計算 / 回転 / 数値計算 / 非線形連立方程式

【研究成果の概要】

本研究課題は高速回転する恒星の進化計算を行うために、1.革新的な数値計算手法であるW4法による恒星の構造・進化計算と2.そのW4法自体の改良と効率化の2つからなっている。1.に関しては、進化計算に向けて、高速で回転して大きく歪んでいる二次元の恒星の構造を、座標変換などを駆使することによってラグランジュ座標上で計算することに成功した。2.に関しては、W4法の数理的基礎づけとスキームの改良を行った。その結果、連立方程式から求まるヤコビ行列を適切な2つの行列に分解し、それぞれを三項間漸化式の一番目の式と二番目の式に用いることで局収的な収束性と大局的な収束性を両立することに成功した。

【研究の社会的意義】

本研究課題では、革新的な数値計算手法であるW4法を開発し、二次元ラグランジュ座標上で回転して歪んでいる恒星の構造を求めることに成功した。恒星の進化計算を行うにはラグランジュ座標が適しているが、これまでのほとんどの二次元の回転している恒星の構造の計算はオイラー座標上でなされており、ラグランジュ座標での計算が可能となった本課題の研究成果の学術上の意義は高い。また本研究課題で開発したW４法は、恒星の構造計算のみならず広く連立非線形問題に適用することが可能であり、天体物理だけではなく、工学などといった社会の様々な非線形問題にも応用可能であり、社会的な意義も非常に大きい。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)