3次元フォッカー-プランクコードによる輸送現象の解析

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03808001
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 福山 淳 岡山大学, 工学部, 助教授 (60116499)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古谷 洋一郎 岡山大学, 工学部, 教授 (70108124)
• Keywords: プラズマ / 輸送現象 / フォッカー-プランク方程式 / クーロン衝突 / 乱流輸送

Research Abstract

磁気閉じ込めプラズマ中の実空間と速度空間の輸送を同時に解析するために,軸対称トロイダルプラズマを対象として,ポロイダル角依存性をもつ速度分布関数に対する速度空間2次元,実空間1次元の3次元フォッカー-プランコードを開発し、輸送現象の解析を行った。
1.平成3年度に定式化したポロイダル角依存性をもつ速度分布関数に対する3次元フォッカー-プランク方程式を数値的に解くために,従来の軌道平均フォッカープランクコードを拡張した。速度分布関数のポロイダル角依存性としては,新古典輸送理論と比較するために必要な0,1,-1のフーリェ成分のみを考えた。クーロン衝突,乱流電場および高周波電界による拡散項は数値積分により計算した。
2.まずクローン衝突のみを考え,局所的な解析によって輸送係数を求め、新古典輸送理論との比較を行った。そして線形化された衝突演算子を用いているという制約の範囲内で結果の妥当性を確かめた。さらに乱流電場や高周波電界が存在する場合の輸送係数についても評価を行った。
3.波動による電流駆動において生成される高速電子の速度分布を解析し,駆動電流分布および電流駆動効率の評価を行った。
4.速度分布関数の時間発展を記述する3次元フォッカー-プランクコードの数値解法に関して、従来の部分的陰解法(ADI法)に代わって完全陰解法を導入することにより,拡散係数の大きさや時間ステップに関する制限が大幅に緩和され,より安定に解くことができるようになった。