核融合プラズマにおける共鳴摂動磁場の浸み込み及び不安定モードの電磁流体力学的研究
| Project/Area Number |
14F04728
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Research Field |
Nuclear fusion studies
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
市口 勝治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (90211739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
NICOLAS TIMOTHEE 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 外国人特別研究員
NICOLAS Timothee 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 核融合プラズマ / ヘリオトロン / 電磁流体力学 / 反磁性効果 / 線型固有値解析 / 熱伝導 / 磁場閉じ込め核融合 / 数値シミュレーション / 交換型モード / 反磁性ドリフト / 線型固有値 / 不安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、大型ヘリカル装置（LHD）プラズマの交換型モードに対するイオン及び電子の反磁性効果を解析した。特に、熱伝導度及び粘性の影響に着目した。これまで、交換型モードに対しては、これらの散逸項は安定化に寄与し、線型成長率を低減する効果のみを持つと考えられてきた。そこで、3-fieldの簡約化電磁流体力学（MHD）方程式を用い、反磁性効果を含んだ場合について線型固有値解析を行った。
まず、熱伝導効果のみを含む場合について、考察した。反磁性効果がない場合には、
熱伝導度を増加させるに従って、第１固有値の成長率は減少していく。同時に、第２固有値の成長率は増加していく。そして、熱伝導度がある値より大きくなると両者は縮退して、同じ成長率をもって減少していくことが得られた。成長率が縮退するまでは、いずれの固有値の実周波数もゼロであるが、成長率の縮退と同時に実周波数に分岐が生じ、第１固有値はイオン反磁性方向の値を持ち、第２固有値は電子反磁性方向の値を持つことがわかった。次に、この状況において、反磁性効果を含めた解析を行った。この場合、熱伝導度のどの値に対しても、成長率及び実周波数において両者は分離していることが得られた。さらに粘性を加えた解析も行った。この場合には、熱伝導度がある値よりも大きくなると、第１固有値と第２固有値の成長率が逆転する。一方、実周波数の符号は変化しない。従って、実際に観測されるモードは、成長率が最大のモードであることを考えると、熱伝導度が小さいときには、イオン反磁性方向に回転するモードが観測されるが、ある程度大きい場合には、電子反磁性方向に回転するモードが観測されることになる。後者の場合がLHDの実験に良く対応している。また、その場合には、熱伝導度を増加させても、必ずしも成長率が減少するとは限らないことも得られている。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Presentation] Sawtooth driven particle transport in tokamak plasmas2014
Author(s)
T. Nicolas, H. Lütjens, J.-F. Luciani, X. Garbet, R. Sabot
Organizer
12th Asia Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas"
Place of Presentation
Jeju Island, Korea
Year and Date
2014-07-01 – 2014-07-04
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