1989 Fiscal Year Annual Research Report
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01050024
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
佐藤 哲也 核融合科学研究所, 教授 (80025395)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西原 功修 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (40107131)
田中 基彦 広島大学, 核融合理論研究センター, 助教授 (80167501)
岡本 正雄 核融合科学研究所, 教授 (70115541)
若谷 誠宏 京都大学, ヘリオトロン核融合研究センター, 教授 (00109357)
林 隆也 核融合科学研究所, 助教授 (60156445)
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| Keywords | マクロスケール粒子シミュレーション / FRC傾斜不安定性 / 運動論効果による安定化 / 3次元MHDシミュレーション / MHDエネルギー緩和 / 駆動型磁気リコネクション / 磁気ヘリシティー / ヘリカル系プラズマのベータ限界 |
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| Research Abstract |
A.マクロスケール粒子シミュレーションに関する成果としては、(1)3次元円筒系マクロスケール粒子コード(MACROS)によるFRCプラズマ傾斜不安定性の運動論的効果による安定化の証明、(2)ジャイロ運動論粒子コードによるヘリカル・キンク不安定性の再現、(3)実・フーリエ空間併用解法を用いた3次元マクロスケール粒子コード(MACROS)の開発(トーラス形状での輸送研究の準備)などが挙げられる。
B.3次元MHDシミュレーションに関しては、(1)ヘリカル系プラズマの磁気面破壊によるベータ限界の定量的解明、(2)プラズマ流駆動型磁気リコネクションにおける圧縮性効果の研究、(3)η_iモードのシミュレーション解析、(4)スフェロマク・プラズマの階段状緩和過程の研究、(5)MHDエネルギー緩和現象の統一理論の提唱などが挙げられる。さらに、周辺プラズマの物理に関しては、MHDモデルをたてRFPプラズマへの応用が行われた。
とくに、A(1)では、FRCプラズマにおいて傾斜不安定性が致命的であると予測する磁気流体理論と対照的に、傾斜不安定性がイオン軌道効果により安定化されることをマクロスケール粒子シミュレーションにより示した。これは昨年までの応用に続き、MHDスケールでの運動論的現象におけるマクロスケール粒子コードの有用性を示す極めて良い例であるといえる。さらに、B(5)においては、過去の3次元MHDシミュレーション・データの解析により、初期にプラズマがもつ磁気ヘリシティの量に応じてエネルギー緩和過程が大局的および部分的緩和に分類されること、この大局的および部分的緩和過程はそれぞれ初期磁力線が反平行、(近)平行である配位に対応し、前者の場合、磁気ヘリシティは保存されるが、後者では保存されないことが証明された。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] R.Horiuchi and T.Sato: "The meandering orbit effect on stabilization of the titlting instability in a field reversed configuration" Phys.Fluids.
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[Publications] T.Hayashi,T.Sato and A.Takei: "Theree-dimensional Studies of Helical Equilibria and Magnetic Surface Breaking due to the Finite Beta Effect" Phys.Fluids. B2. 329-337 (1990)
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[Publications] K.Kusano and T.Sato: "Simulation Study of Self-Sustainment Mechanism in Reversed-Field Pinch Configuration" Nuclear Fusion.
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[Publications] K.Watanabe and T.Sato: "Grobal Simulation of the Solar Wind-Magnetosphere Interaction:The Importance of its Numerical Validity" J.Geophys.Res.95. 75-88 (1990)
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[Publications] H.Mori et.al.: "Simulation Study of Self-Organization and Self-Relaxation Process in Plasma" Prog.Theor.Phys.Suppl.
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[Publications] 佐藤哲也: "核融合プラズマと計算物理学 第10章「計算物理学」" 培風館(日本物理学会編), (1990)
