2010 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 核融合科学研究所, 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 |
種々のトーラス配位において普遍的に観測されているプラズマ中の崩壊を伴う構造形成過程について、それら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)および逆磁場ピンチ(RFP)における3次元構造の形成過程について、研究を進めてきが、今年度は実験との比較を進め、シミュレーション結果の検証を行った。ヘリカル系のCDCについては、現象の特徴的時間スケール、周辺バルーニングモードの前兆揺動からコア部の崩壊へ至る時空間構造等において、実験との良い一鼓が認められ、一定のシナリオが得られた。一方で実験で観測される崩壊時の低次モード構造が計算では再現されず、今後の検討課題として残った。またRFPの例においては、トロイダル波数4の成分の卓越による単ヘリシティ構造の形成が実験に一致して再現されていることが確認されている一方、単ヘリシティから複数ヘリシティ構造への逆遷移過程の再現が次なる課題として抽出された。シミュレーション結果については、1件の国際会議および1件の国内学会でポスター発表により報告した。今後、計算をさらに進めるとともに、配位間の比較により、MHD崩壊現象に関する普遍的な知見が得られるのではないかと期待される。いずれも高ベータ領域において自発的に磁場構造の変形を伴いつつエネルギー緩和が短時間に引き起こされる過程であり、現象を支配する鍵となるパラメータの抽出が、本研究課題の次の段階の日標となる。
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