2019 Fiscal Year Annual Research Report
位相空間揺動スペクトルから探る無衝突プラズマ乱流の非等方混合・散逸過程
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16H04086
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
渡邉 智彦 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30260053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前山 伸也 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (70634252)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | プラズマ / 乱流 / ジャイロ運動論 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題の研究目的は、高温磁化プラズマ中に普遍的に観測される電磁乱流揺らぎが、どのような経路を経て非可逆な散逸に至るか、その道程を明らかにし、位相空間上の散逸領域と慣性領域を理論的・数値的に特徴付けること、そこからエネルギー散逸の非等方性を明らかにすることである。さらに、その結果を敷衍し、乱流抑制や輸送の飽和機構の理解へと還元することを目指している。
4年目となる平成31年度（令和元年度）には、まず、トロイダルイオン温度勾配乱流におけるエントロピー伝達過程の成果を論文として発表した。また、電子温度勾配乱流におけるイオンの運動論的効果の解析を実施した。
さらに、スラブ（直線状）磁場配位でのイオン温度勾配不安定性が駆動する乱流におけるエントロピー揺動の伝達過程について解析するために、ジャイロ運動論的シミュレーションコードGKVをベースにした実空間3次元速度空間1次元を扱うシミュレーションコードを開発した。線形分散関係やエントロピー保存について動作検証を行うとともに、非線形シミュレーションを開始した。これを用いて、磁場垂直方向に卓越する乱流揺動にともなう磁場平行方向の微細構造形成とそのランダウ減衰による速度空間微細構造の発達過程についてより詳細に解析を進める。
また、Alfven乱流を誘起する圧力駆動および電場駆動不安定性の競合過程についての線形解析を整理し、圧力勾配の増大にともない、電場駆動によるAlfven波励起不安定性から、バルーニング不安定性への遷移が現れる点を明確にした。さらに、運動論的Alfven波の新しい数値解法についての成果をまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記にまとめたように、当初目標であるジャイロ運動論にもとづいたドリフト波乱流におけるエントロピー伝達過程の解析も実施し成果をあげるとともに、派生研究においても結果の取りまとめ・発表を実施し、研究は概ね順調に進展している。ただし、コロナ禍のため予定していた研究打ち合わせのための出張を延期した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本課題での研究は概ね順調に進展している。成果の取りまとめに向け、スラブ配位での解析をまとめる予定である。一方、海外の研究者との打ち合わせに支障が生じる恐れがあるが、予定の変更・代替手段を含めて検討し、研究の推進をはかる。
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