2020 Fiscal Year Research-status Report
圧力駆動型モードによるプラズマ構造変化に対する共鳴摂動磁場とシアフローの影響
| Project/Area Number |
15K06651
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
|---|
Principal Investigator |
市口 勝治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (90211739)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 核融合プラズマ / 大型ヘリカル装置（LHD) / 数値シミュレーション / 電磁流体力学 / 圧力駆動型モード / 巨視的フロー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
まず、大型ヘリカル装置（LHD）における、巨視的背景フローを電磁流体力学的数値シミュレーションに組み込む手法を改良した。これまでは、フローの計算において、その後の数値シミュレーションで使用するHINTコードの計算結果を利用する手法を採用していた。しかし、この場合、定式化において仮定していた、フローが磁気面上で流れること、および、フローが非圧縮であることが、数値計算の結果として保証されない難点があった。そこで、このフローの計算に対しては、HINTコードの代わりに、磁気面の存在を仮定して平衡を計算するVMECコードの結果を用いて定式化を行い、プログラムの改良を行った。その結果、上記の性質を確実に保証することができるようになった。
次に、この手法を用いて、LHDプラズマでの圧力駆動型モードへの影響を調べた。これまでの計算では、比較的ベータが高く交換型モードの駆動力が大きい場合について結果が得られていた。その場合、ある値までの大きさのフローに対しては、不安定性に対して安定化効果があるが、それよりも大きくなると、ケルビンーヘルムホルツ不安定性によって再度不安定化されるという結果が得られていた。また、安定化効果は十分ではなく、完全に安定になる訳ではなかった。そこで、ベータ値を下げて交換型モードの駆動力を小さくした場合には、安定化効果によって完全に安定となる領域が存在するのではないかと考えて、ベータ値が低い場合に対して計算を行った。その結果、ベータ値が低く交換型モードの駆動力が弱い場合には、その分、ケルビンーヘルムホルツ不安定性の影響が強くなり、安定化効果が小さくなった。そのため、完全に安定化された領域をフローによって生じさせるのは困難であるという新しい結果を得ることとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまで一般に考えられていたフローによる安定化効果が、交換型モードの駆動力が小さくなるにつれて弱くなる、という新しい知見を得ることができたため、順調に進展しているといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今回得られたフローによる安定化の性質が、非共鳴モードに対してどのように影響を及ぼすのかについて、解明を行っていく。また、磁気島が存在した場合に、フローの減衰にどの程度の効果があるのかについても、定量的な解析を行う。また、最終年度ということで、本研究課題のまとめを行う。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの世界的蔓延により、出席を予定していた国際学会が、次年度にオンライン開催となり、そのための経費が使用できなくなった。また、海外研究者との現地での共同研究も予定していたが実施できなかった。以上の経費は、次年度における論文出版等の研究成果の発表のための費用として使用する予定である。
|
