2016 Fiscal Year Annual Research Report
A new driving force in phase space of plasma turbulence
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15K14282
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
伊藤 早苗 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70127611)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小菅 佑輔 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (00700296)
伊藤 公孝 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (50176327)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 動的応答 / 乱流 / 位相空間 / 加熱と乱流の直接結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は「乱流に駆動される熱流束などが加熱入力に直接依存する」事の理論的解明を目的とする。また、乱流輸送の加熱による直接効果やヒステリシスの関係等を実験で定量的に求める事も目標としている。
具体的には以下のような成果と着想を得た。(1) プラズマ乱流の位相空間における新しい駆動力を考察し、それが勾配－輸送関係の輸送ヒステリシスに直結する事を示し、レビューをまとめた。(2) 熱流が空間勾配や加熱入力という異なる因子に駆動される場合、それぞれの過程でプラズマパラメタへの依存性が異なる事の重要性を指摘した。その応用として（従来謎とされて来た）プラズマ閉じこめの水素同位体効果を説明する新たなモデルを取りまとめた。(3)熱流が加熱に直接影響される事の検証法を考案した。そのアプローチとして、輸送ヒステリシスの高精度観測法を考案し世界の実験装置へ適用した。輸送ヒステリシス観測を博捜し国際恊働成果を得た。併せて、揺動を対象とする解析法も研究した。揺動のcross bispectrumを観測し解析する事により、錯綜する過程を分類・分析する事が出来る例を示した。(4) コアプラズマの輸送関係と周辺輸送障壁と双方を考察し、更に大域的な描像へと展開した。その結果、考察する機構が、乱流輸送物理学として価値があるだけに留まらず、核融合炉の制御系にも重要な意味を持つ事を示した。(5)成果の展開として、揺動の突発的な成長に関する新たな理解を提示した。位相空間における新しい駆動力として運動論的非線形性を取り入れたモデルを導出し、LHD装置での実験で観測された突発現象を説明した。さらに、原子・分子過程と結合した新たな駆動力の重要性を本研究のアイデアに基づき指摘した。
成果を多くの国際会議で発表し論文として取りまとめた。
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