2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21224014
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
伊藤 早苗 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70127611)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤澤 彰英 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (60222262)
稲垣 滋 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (60300729)
佐々木 真 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (70575919)
伊藤 公孝 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (50176327)
居田 克巳 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (00184599)
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| Keywords | プラズマ / 乱流 / 構造形成 / 動的応答 / 動的輸送 |
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| Research Abstract |
本研究の重要なテーマであるプラズマ乱流の動的応答の解明という点について、(1)非拡散的輸送や非局所的輸送の物理やその確率論的描像の提示、(2)乱流シミュレーターによるプラズマ乱流研究の先導、(3)超長距離相関を持つ揺動の発見やその遷移的現象の研究、(4)ドリフト波乱流に於ける基本的非線形過程の網羅的定量的観測、(5)プラズマ乱流や乱流輸送の実験的研究の為の先進データ解析法の研究等、最先端プラズマ物理学の地平を拡大する成果が上がっている。
e-Scienceの導入により理論・シミュレーション・実験の連携による統合研究の高効率化により大きな成果が上がった。理論では、輸送現象に拡散過程より速い伝達応答が生まれる問題に取り組んだ。多スケールの揺動が共存する系の理論が進展した。多スケール揺動により空間的には巨視的な摂動が誘起され、時間応答では非拡散型の輸送現象が同時に生まれる事を示した。シミュレーションでは、本計画の一つの柱である数値直線プラズマ装置を用いて実験的発見を主導した。直線プラズマの境界条件を変化させた場合をモデル化し、基盤的非線形過程の実験先導を行った。実験では、直線プラズマにおいてエンドプレートをバイアスし、乱流を外部制御する実験を行い揺動スペクトルの変化を観測した。これまでに開発してきた先進解析法(ウェーブレットを用いた非線形波形の再構成法や、モード間エネルギーの流れの評価法等)を適用し、揺動振幅や揺動間の非線形結合度の時間発展を観測した。実験解析の先駆性を実証した。トーラスプラズマ実験ではsub-kHzの長距離相関揺動の発見等、動的輸送の解明を加速する成果をあげた。
更に、国際的にプラズマ乱流研究の指導的役割を担った。特に、H23年度の3月には、西南物理研究所の研究者とともに合同ワークショップを行いトカマクプラズマ(HL-2A)乱流データ解析の指導を行い、今後の更なる進展の基盤を構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
長距離相関揺動の世界初の発見が達成され、非拡散的輸送や非局所的輸送の物理やその確率論的描像の提示、統合的観測や動的輸送実験に対する先進解析法の適用など、世界の研究を先導する成果が計画を前倒しにして達成している。位相空間統計的乱流の新たな描像の提示、非線形過程の定量的実験という新しい研究領域の明示化など、研究の体系化も行われた。更に本計画完了後に実現を計画していた世界の実験研究の指導が既に実現し成果をあげた。これらの理由から当初の計画以上に進展していると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
この研究プロジェクトの中心的な課題は、理論・シミュレーション・実験の研究を統合して、乱流プラズマの時空構造と動的輸送の物理を総合的に解明することにある。今までの3年間同様に、e-Science法を導入し理論及び実験学の体系化を加速し系統的に成果を発信する。今後は、特に、乱流輸送現象の描像をまとめ、実験検証の組織的なアセスメントを進める。そしてプラズマ乱流構造形成の図書[S.-I.Itoh, K.Itoh.P.H.Diamond : Multi-Scale Dynamics of Structure Formation in Confined Plasmas (Cambridge Univ.Press)]原稿を完成する。国際会議Intemational Workshop on H-mode Physicsを平成25年度に主催する等、最終年度までに統合成果を世界的に発信する。
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Research Products
(64 results)
