2019 Fiscal Year Annual Research Report
Simulation study on impact of toroidal rotation on L-H transition
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16K18342
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
瀬戸 春樹 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所核融合研究所 核融合炉システム研究開発部, 主任研究員(任常) (90733692)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | L-H遷移 / プラズマ乱流 / 径電場 / 数値シミュレーション / 周辺プラズマ安定性 / エッジプラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トロイダル軸対称の電磁場と中短波長の電磁MHD乱流の相互作用を整合良く取り扱う手法の開発は、L-H遷移シミュレーションにおける「乱流成分の非線形結合から生成される帯状流を含めた力の釣り合いから決定される径電場」と「径電場シア・磁気シアによる乱流抑制の」を自己無撞着に取り扱うために重要である。2019年度は、2018年度に開発した数値計算コードにイオン種の径方向の力の釣り合いから求まる平衡状態の径電場を導入する改良を行った。
2018年度に数値計算コードの原理実証として実施したペデスタル崩壊時におけるプラズマ乱流と巨視的流れの相互作用に関するシミュレーション研究を継続・発展させて平衡径電場がペデスタル崩壊時のエネルギー放出レベルに与える影響を数値的に検証した。初期平衡に対して平衡径電場のシアによる不安定性の安定化が得られる一方で、ペデスタル崩壊後に形成される巨視的な揺動径電場と平衡形電場が相殺して径電場シアによる乱流抑制が低減されることにより、非局所熱輸送が促進されて放出エネルギーレベルは増加する描像が得られた。以上の成果を論文として取りまとめContribution to Plasma Physics誌から出版した。また、2019年度はペデスタル崩壊後に形成される径電場と乱流の相互作用による熱放出機構に関する招待講演を２件行った。
一方で、ペデスタル崩壊シミュレーションの成果の論文化に向けた長時間計算と解析等に想定以上の時間を要したため、熱源駆動型簡約化MHDモデル開発に関しては、2019年度内のL/H遷移シミュレーションの実現には至らなかった。しかしながら、L/H遷移の再現に必要となる巨視的な径電場と乱流の自己無撞着な相互作用が平衡径電場を導入した数値コードで得られることをペデスタル崩壊シミュレーションで確認できたため、L/H遷移シミュレーションに向けた見通しが得られた。
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