研究活動情報

• 2026年03月 神戸大学, 博士学生優秀研究論文賞, Electrostatic Charging of Lunar Cavities Governed by the Flow‐to‐Thermal Speed Ratio: 3D PIC Simulations and a Free‐Fall Model

  中園 仁

  共同研究・競争的資金等の業績ID対象リソースIRI


• 2023年03月 神戸大学大学院システム情報学研究科, 研究科長表彰

  中園 仁

• Electrostatic Charging of Lunar Cavities Governed by the Flow‐to‐Thermal Speed Ratio: 3D PIC Simulations and a Free‐Fall Model

  J. Nakazono, Y. Miyake, W. J. Miloch

  AbstractWe use Particle‐In‐Cell (PIC) simulations to investigate the charging characteristics inside deep cavities on the lunar surface under the solar wind plasma conditions. Specifically, we systematically study the dependence of the cavity bottom potential on plasma flow velocity and cavity aspect ratio. In light of prior results indicating that the charging characteristics are predominantly determined by the cavity aspect ratio, the present analysis employs a rectangular shape for the cavity with a width smaller than the local Debye length. Three flow regimes are then defined according to the ordering among the bulk flow velocity () and the ion thermal velocity () and the electron thermal velocity (); low (), medium (), and high (). Accordingly, the charging characteristics differ across the regimes. In the low‐flow velocity regime, the influx of electrons dominates over the influx of ions, resulting in the development of a negative potential at the bottom. In the medium‐flow velocity regime, most electrons are lost to the side walls, while ions tend to reach the bottom. This results in the development of a positive potential at the cavity bottom. In the high‐flow velocity regime, the influx of ions saturates while the influx of electrons becomes comparable to that of ions, resulting in the bottom potential converging to zero. These results provide significant insight into the electrostatic environment related to the complex morphology of the lunar surface, formed as a result of interactions with the space plasma.

  2025年10月, Journal of Geophysical Research: Space Physics, 英語, 国際誌

  研究論文（学術雑誌）

  神戸大学リポジトリ（Kernel）へのリンク


• Size‐Dependent Surface Charging of Lunar Cavities Exposed to the Solar Wind

  J. Nakazono, Y. Miyake

  2025年02月, Journal of Geophysical Research: Space Physics

  研究論文（学術雑誌）


• Micro-scale Electrostatic Structures formed on the Rough Surfaces of the Moon

  Y. Miyake, J. Nakazono, Y. Miyoshi, Y. Harada, M. N. Nishino, S. Kurita, S. Kasahara, H. Usui, A. Nagamatsu, S. Nakamura

  2024年10月, arXiv:physics, 2410.05913, 英語

  研究論文（その他学術会議資料等）


• Unconventional Surface Charging within Deep Cavities on Airless Planetary Bodies: Particle-in-Cell Plasma Simulations

  Jin Nakazono, Yohei Miyake

  2022年11月, Journal of Geophysical Research: Planets

  研究論文（学術雑誌）

• 小型天体・宇宙プラズマ相互作用過程の大規模粒子シミュレーション

  三宅洋平, 臼井英之, 原田裕己, 西野真木, DESAI Ravindra, ZHANG Zeqi, 中園仁, 釜江祥史, 寺田大樹, 宮城紀花, 早稲田卓, 川村峻介, 酒谷龍生, 田中唯逸

  2024年, 京都大学電波科学計算機実験共同利用研究成果報告書(Web), 2023


• Lunar plasma and electrostatic environment: numerical approach and its future prospects

  Yohei Miyake, Jin Nakazono

  2023年05月15日


• 月探査を見据えた月面帯電環境研究の現状と今後の展望

  三宅洋平, 中園仁, 早稲田卓, 宮城紀花

  2023年, 宇宙科学技術連合講演会講演集(CD-ROM), 67th


• 小型天体・宇宙プラズマ相互作用過程の大規模粒子シミュレーション

  三宅洋平, 臼井英之, 西野真木, 寺田直樹, 田邊正樹, DESAI Ravindra, ZHANG Zeqi, 高木淳也, 中園仁, 早稲田卓, 釜江祥史, 寺田大樹

  2023年, 京都大学電波科学計算機実験共同利用研究成果報告書(Web), 2022


• 小型天体・宇宙プラズマ相互作用過程の大規模粒子シミュレーション

  三宅洋平, 臼井英之, 小嶋浩嗣, 西野真木, 寺田直樹, 岡村美穂, 中澤和也, 室賀健太, 高木淳也, 中園仁, 田邊正樹

  2022年, 京都大学電波科学計算機実験共同利用研究成果報告書(Web), 2021


• 月面空洞の表面帯電特性に関するプラズマ粒子シミュレーション

  中園仁, 三宅洋平, 臼井英之

  2021年, 日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web), 2021

• Ion-Driven Positive Charging in Sub-Debye-Scale Confined Gaps Between Densely Packed Spheres

  Jin Nakazono, Wojciech J. Miloch

  XXXVIth URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2026), 2026年08月, 英語, ポーランド共和国, 国際会議, 国際共著している

  口頭発表（一般）


• Geometric Control of Surface Charging on Airless Bodies: Cavities, Particle Layers, and Lunar Pits

  Jin Nakazono, Yohei Miyake

  AOGS 23rd Annual Meeting (AOGS2026), 2026年08月, 英語, 日本国, 国際会議, 国際共著していない

  口頭発表（一般）


• 将来の月有人探査・活動に向けた月面静電気環境研究

  三宅 洋平, 中園 仁

  LUNAR FRONTIER 2026（神戸×鳥取宇宙研究交流シンポジウム）, 2026年07月, 日本語, 鳥取大学、神戸大学, 鳥取大学鳥取キャンパス（鳥取県鳥取市）, 日本国, 国内会議, 国際共著していない

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• Topography-driven Positive Charging in Lunar Cavities and Pits and Its Implications for Exploration

  Jin Nakazono, Yohei Miyake

  JpGU-AGU Joint Meeting 2026, 2026年05月, 英語, 日本国, 国際会議, 国際共著していない

  [招待有り]

  口頭発表（招待・特別）


• 月面微小隕石衝突に起因する局所電場と電子エネルギースペクトル変調

  清水 玲都, 中園 仁, Wojciech Miloch, 岩本 昌倫, 臼井 英之, 三宅 洋平

  第27回惑星圏シンポジウム(SPS2026), 2026年03月, 日本語

  ポスター発表


• 電子・イオン侵入非対称性による月面空洞底部の正帯電形成

  中園 仁, 三宅洋平, Wojciech Miloch

  第27回惑星圏シンポジウム(SPS2026), 2026年03月, 日本語

  ポスター発表


• KAGUYA電子エネルギースペクトルのk-means分類と地殻磁場との相関

  中園 仁, 原田 裕己, 加藤 正久, 三宅 洋平

  研究集会「宇宙地球環境の理解に向けての統計数理的アプローチ」, 2026年02月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Ion-driven Charging on Lunar Surface Cavities Dependent on Solar Wind Conditions: Parametric Study via the PIC Approach.

  Jin Nakazono, Yohei Miyake, Wojciech J. Miloch

  AGU Annual Meeting 2025, 2025年12月, 英語, 国際会議

  口頭発表（一般）


• Mechanisms of Ion-Driven Positive Charging in Lunar Cavities under Variable Flow-to-Thermal Speed Conditions

  中園 仁, 三宅洋平, Wojciech J. Miloch

  SGEPSS 2025年秋季年会（第158回総会・講演会・一般公開イベント）, 2025年11月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Ion-driven Charging in Lunar Cavities Under Diverse Solar Wind Conditions: a Particle Simulation Study

  Jin Nakazono, Yohei Miyake, Wojciech J. Miloch

  Asia Oceania Geosciences Society 2025, 2025年07月, 英語, シンガポール共和国, 国際会議, 国際共著している

  口頭発表（一般）


• かぐや（SELENE）が観測した月周辺電子エネルギースペクトルの自動分類と地理的相関

  中園 仁, 三宅 洋平

  日本地球惑星科学連合2025年大会, 2025年05月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 月面近傍におけるラングミュアプローブ特性の数値実験

  谷口泰斗, 三宅洋平, 中園仁, 深澤伊吹, 臼井英之, 栗田怜, 小嶋浩嗣

  2024年度RISH電波科学計算機実験(KDK)シンポジウム, 2025年03月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Surface charging characteristics of cavities formed on an irregular lunar surface: Dependence on cavity size

  Jin Nakazono, Yohei Miyake

  AGU Annual Meeting 2024, 2024年12月, 英語, アメリカ合衆国, 国際会議, 国際共著していない

  ポスター発表


• Anticipated Micro-scale Electrostatic Structures formed on the Rough Lunar Surface exposed to Space Plasma

  Yohei Miyake, Jin Nakazono, Jan Deca

  AGU Annual Meeting 2024, 2024年12月, 英語, アメリカ合衆国, 国際会議, 国際共著している

  口頭発表（一般）


• 帯電・分極した固体天体レゴリスの動力学シミュレーションに向けた数値技術開発

  三宅 洋平, 高橋 昇大, 榊原 大和, 中園 仁

  地球電磁気・地球惑星圏学会2024年秋季年会, 2024年11月, 日本語

  ポスター発表


• Multi-scale Electrostatic Structures on the Lunar Surface

  Jin Nakazono, Yohei Miyake

  2nd Lunar Plasma Interdisciplinary Network (LuPIN-2), 2024年09月, 英語, スウェーデン王国, 国際会議, 国際共著していない

  口頭発表（一般）


• 太陽風プラズマ条件下での月面空隙部帯電特性に関する数値シミュレーション

  中園仁, 三宅洋平

  第18回宇宙環境シンポジウム, 2024年07月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Micro-scale Electrostatic Structures formed on the Rough Surfaces of the Moon

  Yohei Miyake, Jin Nakazono, Yoshizumi Miyoshi, Yuki Harada, Masaki N Nishino, Satoshi Kurita, Satoshi Kasahara, Satoko Nakamura, Aiko Nagamatsu, Hideyuki Usui

  17th Spacecraft Charging Technology Conference (SCTC), 2024年06月, 英語, フランス共和国, 国際会議, 国際共著していない

  口頭発表（一般）


• Photoelectron dynamics and associated charging characteristics evolved on the rough surfaces of the Moon

  中園仁, 三宅洋平

  日本地球惑星科学連合2024年大会, 2024年05月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 太陽風に曝された月面凹凸部に生じる局所帯電の空間スケール・形状依存性

  中園仁, 三宅洋平

  第25回惑星圏研究会(SPS2024), 2024年02月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 月表面構造がもたらす太陽風プラズマ駆動の帯電特性に関する粒子シミュレーション

  中園 仁, 三宅 洋平

  STEシミュレーション研究会：計算科学とデータ科学の融合に向けて, 2023年12月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Solar Wind Driven Localized and Strong Electric Charging of Irregular Surfaces on the Moon

  Jin Nakazono, Yohei Miyake

  AGU Annual Meeting 2023, 2023年12月, 英語, 国際会議, 国際共著していない

  ポスター発表


• 月面に設置された人工構造物の帯電特性に関するプラズマ粒子シミュレーショ ン評価

  宮城 紀花, 中園 仁, 早稲田 卓, 三宅 洋平

  第67回宇宙科学技術連合講演会, 2023年10月, 日本語

  ポスター発表


• 月探査を見据えた月面帯電環境研究の現状と今後の展望

  三宅 洋平, 中園 仁, 早稲田 卓, 宮城 紀花

  第67回宇宙科学技術連合講演会, 2023年10月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 太陽風プラズマ駆動の月微小空洞の局所的な表面帯電による静電的イオン散乱

  中園仁, 三宅洋平

  地球電磁気・地球惑星圏学会2023年秋季年会, 2023年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 月局所磁化領域周辺の静電プラズマ環境に関する粒子シミュレーション

  早稲田卓, 三宅洋平, 中園仁

  地球電磁気・地球惑星圏学会2023年秋季年会, 2023年09月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Numerical Analysis of Intense Surface Charging inside Deep Cavities on the Moon

  Jin Nakazono, Yohei Miyake

  35th URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023), 2023年08月, 英語, 国際会議, 国際共著していない

  口頭発表（一般）


• 太陽風による月面空洞表面帯電の上流プラズマ条件と空洞形状への依存性

  中園 仁, 三宅 洋平

  日本地球惑星科学連合2023年大会, 2023年05月, 日本語

  口頭発表（一般）


• Lunar plasma and electrostatic environment: numerical approach and its future prospects

  Miyake, Y., Nakazono, J.

  EGU General Assembly 2023, 2023年04月, 英語, 国際会議, 国際共著していない

  ポスター発表


• 月空洞表面における太陽風駆動の正帯電過程に関する粒子シミュレーション

  中園仁, 三宅洋平

  第24回惑星圏研究会(SPS2023), 2023年02月, 日本語

  ポスター発表


• Numerical Simulations on Solar-Wind-Driven Surface Charging within Deep Cavities on the Moon

  Jin Nakazono, Yohei Miyake

  AGU Fall Meeting 2022, 2022年12月, 英語

  ポスター発表


• 月面の凹凸に起因する非従来型帯電現象に関するプラズマ粒子シミュレーション

  中園仁, 三宅洋平

  地球電磁気・地球惑星圏学会第152回総会・講演会, 2022年11月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 月面近傍プラズマ・静電気環境研究の最近の動向と今後の展望

  三宅洋平, 中園仁

  地球電磁気・地球惑星圏学会第152回総会・講演会, 2022年11月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 表面形状に依存した非一様月面帯電に関する粒子シミュレーション

  中園 仁, 三宅 洋平

  日本地球惑星科学連合2022年大会, 2022年05月, 日本語

  口頭発表（一般）


• 表面形状に依存した月面帯電非一様性の数値シミュレーション研究

  中園仁, 三宅洋平

  第23回惑星圏研究会(SPS2022), 2022年, 日本語

  口頭発表（一般）


• 太陽風プラズマによる月面帯電現象の表面形状への依存性

  中園仁, 三宅洋平, 臼井英之

  地球電磁気・地球惑星圏学会第150回総会及び講演会, 2021年11月, 日本語

  口頭発表（一般）

• 地球電磁気・地球惑星圏学会

  - 現在

  外部リンク


• 日本地球惑星科学連合

  - 現在

  外部リンク


• 米国地球物理学連合（AGU）

  - 現在

  外部リンク

• 将来探査に向けた月面帯電ホットスポット予測モデルの開発

  中園 仁

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 研究活動スタート支援, 神戸大学, 2025年07月31日 - 2027年03月31日


• 機械学習を用いた観測データ統合解析による変動宇宙プラズマ環境下の月面帯電構造の解明

  中園 仁

  名古屋大学宇宙地球環境研究所, 2026年度共同利用・共同研究（一般共同研究）, 神戸大学, 2026年04月 - 2027年03月, 研究代表者


• マルチスケール数理モデルを用いた月面の微細構造帯電特性の解析

  中園 仁

  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特別研究員奨励費, 神戸大学, 2024年04月23日 - 2026年03月31日


• 地形的特徴を考慮した変動宇宙放射線環境下での月面帯電解析

  中園 仁

  名古屋大学宇宙地球環境研究所, 名古屋大学宇宙地球環境研究所令和７年度奨励共同研究課題, 名古屋大学宇宙地球環境研究所, 2025年04月 - 2026年03月, 研究代表者


• 人類活動拠点としての月面環境の新描像を紐解くマルチスケール数理モデル研究

  中園 仁

  科学技術振興機構, 次世代研究者挑戦的研究プログラム（SPRING）, 神戸大学, 2023年04月 - 2024年03月, その他