2009 Fiscal Year Annual Research Report
非線形磁気流体シミュレーションによる環状プラズマの崩壊現象の研究
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20760583
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
水口 直紀 National Institute for Fusion Science, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (70332187)
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| Keywords | ヘリオトロン / MHD / シミュレーション / RFP / 崩壊現象 |
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| Research Abstract |
様々な磁場配位をもつトーラスプラズマにおいて普遍的に観測されている崩壊現象について、その非線形ダイナミクスを、磁気流体力学(MHD)モデルに基づいた非線形数値シミュレーションにより配位間で比較しながら包括的に理解することをめざした研究を行った。前年度までに、ヘリカル系における中心密度崩壊現象(CDC)および球状トカマク(ST)のELMについて、研究を進めてきが、今年度はさらに、逆磁場ピンチ(RFP)を対象としたシミュレーションにも着手した。基幹となるシミュレーションコードをRFP体系に拡張し、RFP実験において観測されるMHD緩和現象を具体的対象とした予備的計算を行った。その結果、現象の大要を再現するのに充分な長時間におよぶシミュレーションの実行に成功し、不安定MHDモードの自発的な非線形発展から、ヘリカル構造をもった3次元平衡配位への遷移過程を再現した。より高精度・長時間のモデリングは今後の課題である。ヘリカル系におけるCDCについても解析を進め、崩壊時におけるプラズマ圧力の流出経路を特定し、崩壊の時空間構造について整理した上で、シミュレーション結果全体にわたる詳細を論文の形にまとめた。ヘリカル系とRFPとの比較は今後さらに進める必要があるが、RFPにおける計算結果の最終状態は特徴的な3次元構造を示しており、両者の比較により、緩和状態に関する普遍的な知見が得られるのではないかと期待している。
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