2007 Fiscal Year Annual Research Report
マルチスケールの揺らぎに支配される磁場閉込めプラズマの統計的性質に関する研究
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19560832
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
松本 太郎 Japan Atomic Energy Agency, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (50354676)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長崎 百伸 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (20237506)
李 継全 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (00437253)
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| Keywords | 乱流輸送 / 統計的性質 / トカマク / ヘリオトロンJ / 確率密度関数 / 静電プローブ / ジャイロ流体モデル / 簡約化MHDモデル |
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| Research Abstract |
電子系のダイナミクスによって形成される電子温度勾配(ETG)乱流に関して、スラブシア配位におけるジャイロ流体シミュレーションを行い、乱流構造の変化が相関次元、確率分布関数、相互相関ぐ三次相関等の統計量に与える影響を系統的に明らかにした。強い電子加熱等により電子温度勾配が急峻になると、「帯状流」と呼ばれる半径方向に依存して交互に存在ポロイダル方向の層流が形成される。その結果、乱流の特性が変化し、短波長・短時間スケールの渦を伴うETGモードの顕著な領域と、大きな渦を伴う長波長モードの顕著な領域が、半径に依存し
次に、京都大学のヘリカル型装置(ヘリオトロンJ)において、低閉込め状態から高閉込め状態への自発的遷移において変化する乱流揺動の統計的性質を調べるため、静電プローブの計測データから、半径方向の粒子束を解析した。遷移前の周辺プラズマの確率密度関数はテイル成分を持つのに対し、遷移後はテイル成分が抑制され、正味の粒子束も内向きへと反転するなど、周辺プラズマ乱流の統計的特性が明かとなった。
更に、高波数乱流と低波数MHDモードの相互作用により生じる揺動の統計的性質の解明を視野に入れ、その準備段階として簡約化MHDモデルを用いた円柱トカマクプラズマの固有値問題コードを新たに開発した。効率的な並列化により、数万の固有値の同時計算を可能とし、これを抵抗性田Dモードに適用することにより、従来の研究では解らなかった複素平面における固有値の詳細なスペクトル及びそれらの抵抗値依存性を明らかにした。
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