単位変換 (`data.unit`)

emout は EMSES 内部（規格化）単位と SI 単位の双方向変換を提供します。

前提条件

単位変換にはパラメータファイルに変換キーが必要です。

plasma.inp 形式 — 1 行目:

!!key dx=[0.5],to_c=[10000.0]

plasma.toml 形式:

[meta.unit_conversion]
dx = 0.5
to_c = 10000.0

dx: グリッド間隔（メートル [m]）
to_c: EMSES 規格化単位での光速

キーが存在しない場合、data.unit は None になります。

単位変換器の使い方

各物理量は data.unit.<名前> で UnitTranslator にアクセスできます:

import emout

data = emout.Emout("output_dir")

# SI → EMSES
emses_velocity = data.unit.v.trans(1e5)     # 1e5 m/s → EMSES

# EMSES → SI
si_velocity = data.unit.v.reverse(4.107)    # 4.107 EMSES → m/s

`trans(value)` と `reverse(value)`

メソッド	変換方向	用途
`trans(x)`	SI → EMSES	初期条件の設定、理論値との比較
`reverse(x)`	EMSES → SI	シミュレーション結果の解釈

データからの SI 値の直接取得

グリッドデータ配列の .val_si プロパティで SI 単位の値を取得できます:

# 電位 [V]
phisp_V = data.phisp[-1].val_si

# 電流密度 [A/m^2]
j1z_A_m2 = data.j1z[-1].val_si

# 数密度 [/m^3]
nd1p_m3 = data.nd1p[-1].val_si

スライスしたデータでも使えます:

# 2D スライスの SI 値
phi_slice = data.phisp[-1, :, 32, :].val_si

プロットでの SI 単位

デフォルトでは plot() は軸ラベルとカラーバーに SI 単位を使用します:

data.phisp[-1, 100, :, :].plot()              # SI 単位（デフォルト）
data.phisp[-1, 100, :, :].plot(use_si=False)  # EMSES 単位

利用可能な単位変換器

名前	物理量	SI 単位
`phi`	電位	V
`E`	電場	V/m
`B`	磁束密度	T
`J`	電流密度	A/m^2
`n`	数密度	/m^3
`rho`	電荷密度	C/m^3
`v`	速度	m/s
`t`	時間	s
`f`	周波数	Hz
`length`	長さ	m
`q`	電荷	C
`m`	質量	kg
`W`	エネルギー	J
`w`	エネルギー密度	J/m^3
`P`	パワー	W
`T`	温度	K
`F`	力	N
`a`	加速度	m/s^2
`i`	電流	A
`N`	フラックス	/m^2s
`c`	光速	m/s
`eps`	誘電率	F/m
`mu`	透磁率	H/m
`C`	静電容量	F
`L`	インダクタンス	H
`G`	コンダクタンス	S
`q_m`	比電荷	C/kg
`qe`	素電荷	C
`qe_me`	電子比電荷	C/kg
`kB`	ボルツマン定数	J/K
`e0`	真空誘電率	F/m
`m0`	真空透磁率	N/A^2

時間軸の単位カスタマイズ

デフォルトでは時間軸は秒 (SI) で表示されます。プラズマ周波数規格化時間（$\omega_{pe} t$）に切り替えることもできます:

from emout.emout.units import wpet_unit

# 以降のすべてのプロットに対してグローバルに登録
emout.Emout.name2unit["t"] = wpet_unit

変換器の合成

UnitTranslator オブジェクトは乗算で合成できます:

# 出力ステップ → SI 秒の変換
t_translator = data.unit.t * UnitTranslator(data.inp.ifdiag * data.inp.dt, 1)

単位変換 (data.unit)