2005 Fiscal Year Annual Research Report
ジャイロ流体モデルとジャイロ運動論に基づくプラズマ輸送とゾーナルフローの研究
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16560727
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
洲鎌 英雄 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (80202125)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 智彦 核融合科学研究所, 理論シミュレーション研究センター, 助教授 (30260053)
佐竹 真介 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (70390630)
山岸 統 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (20413990)
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| Keywords | ジャイロ運動論 / ゾーナルフロー / ITGモード / GAM振動 / 乱流輸送 / 新古典輸送 / 微視的不安定性 |
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| Research Abstract |
1.ジャイロ運動論に基づくゾーナルフローの理論解析:ジャイロ運動論に基づき、トカマク配位における測地的音響モード(GAM)振動の分散関係を導き、非捕捉イオンの有限軌道幅効果によりGAM振動の減衰が速められることを示し、理論予測の妥当性をジャイロ運動論的ブラゾフ(GKV)コードを用いたジャイロ運動論的シミュレーションにより検証した。さらにヘリカル磁場配位におけるEXBゾーナルフローの無衝突時間発展の理論解析を行い、GAM周波数・減衰率や残存ゾーナルフローレベルのヘリカルリップル磁場成分に対する依存性を明らかにし、理論予測とジャイロ運動論的シミュレーションの結果が良く一致することを確かめた。
2.ジャイロ運動論に基づく乱流輸送シミュレーション:ジャイロ運動論的ブラゾフ(GKV)コードを用いて、トカマクITG乱流輸送シミュレーションを行い、速度分布関数構造を詳細に調べた。乱流に伴うエントロピー変数のバランスを解析し、イオン温度勾配下での乱流熱輸送によりエントロピーが生成され、微少速度空間スケールへと移送され、衝突により散逸されて、定常乱流状態が実現されることを確かめた。
3.新古典輸送シミュレーション:新古典輸送シミュレーションコード(FORTEC-3D)を用いて、LHDプラズマの径方向電場の時間発展のシミュレーションを行い、イオン有限軌道幅による非局所的効果により、両極性条件により決定される負の径方向電場が局所輸送理論の予測よりも大きくなることがわかった。またトカマクとヘリカル磁場配位におけるGAM振動のグローバルシミュレーションを行い、有限軌道幅効果やヘリカルリップル磁場成分により、GAM振動の減衰が局所輸送解析やトカマク配位の場合よりも速くなることを確認した。
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