2008 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) |
宮戸 直亮 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究職 (80370477)
徳田 伸二 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (60354578)
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| Keywords | 乱流輸送 / 統計的性質 / トカマク / 帯状流 / 帯状磁場 / 確率密度関数 / ジャイロ流体モデル / 簡約化MHDモデル |
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| Research Abstract |
イオン系または電子系のダイナミクスによって形成されるイオン/電子温度勾配(ITG/ETG)乱流揺動の統計的性質を調べるために、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った。強い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、乱流の性が変化し、短波長・短時間スケールの渦が顕著な領域と、大きな渦を伴う長波長モードの顕著な領域が、半径に依存して交互に存在するが、特にこれらの乱流構造の変化が相関次元、確率分布関数、相互相関、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。
次に、イオン系のグローバルランダウ流体シミュレーションを行い、運動論的バルーニングモードが支配的となるベータ領域で、低波数の共鳴面において強い帯状磁場の生成と共に、帯状流の生成が見られることを明らかにした。また、これらの乱流構造の変化により、共鳴面付近にてイオンの熱輸送を低減させることを明らかにした。
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、前年度に関発した簡約化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用い、従来の研究では解らなかった抵抗性MHDモードの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。また、共役変数法を用いることによりハミルトン力学構造を持たない常微分方程式系に対してハミルトン・リー摂動理論を適用した。
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