| Project/Area Number |
22K03567
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 14010:Fundamental plasma-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Nagatomo Hideo 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (10283813)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城崎 知至 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10397680)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | レーザープラズマ / レーザーアブレーション / 輻射流体力学 / レーザープラズマ相互作用 / 輻射流体力学シミュレーション / 輻射流体シミュレーション / 放射流体シミュレーション / 近相対論レーザープラズマ相互作用 / 運動論シミュレーション / 非局所電子熱伝導 |
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| Outline of Research at the Start |
レーザープラズマのシミュレーション手法は、プラズマを連続体と近似した流体方程式を基礎方程式とする手法と、電子・イオンの粒子運動を考える運動論的手法に大別できる。放射流体シミュレーションに運動論効果モデルを導入することによって近相対論LPI領域の数値解析を向上させる。高速電子の発生源を運動論に基づくシミュレーションによって物理的特性を分類し、高速電子発生モデルを構築する。また、流体シミュレーション手法と親和性の良いフォッカー・プランク方程式を基にした簡易的な高速電子輸送解法を新たに開発することによって近相対論LPIを伴う領域を含むプラズマの流体シミュレーションを一貫して行えるようにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
For the numerical analysis of near-relativistic laser plasma, we proposed and constructed a numerical analysis method for the near-relativistic laser plasma interaction LPI region by introducing a method using a hydrodynamic equation that approximates plasma and a numerical model using a simplified FP equation that takes into account the kinetic effect of electrons. For the source of hot electrons, we classified the physical characteristics and advanced modeling using a simulation based on kinetic simulation. By combining the above, we were able to consistently perform laser plasmas simulation including regions involving near-relativistic LPI. Although there are still issues to be addressed, such as stability and convergence of the solution in cases involving extremely high-intensity laser irradiation, we have been able to build the basic part of the numerical analysis method.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近相対論レーザープラズマ現象を伴うレーザープラズマ流体運動では、非常にミクロな現象が大きな流体運動に影響を及ぼす可能性がある。しかし、それぞれの現象の数値解析を統合したシミュレーションを行うのは困難なため、物理的な理解の妨げになっていた。今回開発した手法を展開することによって、数値解析が比較的容易に行えるようになることは大変意義深い。また、このような多階層的な複雑現象の解明の手法開発の知見も活用できる可能性もある。
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