2023 Fiscal Year Annual Research Report
直線磁化プラズマにおける高次非線形構造形成による輸送ダイナミクスの解明
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21K03508
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
荒川 弘之 九州大学, 医学研究院, 准教授 (00615106)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プラズマ乱流 / 帯状流 / 乱流輸送 / 輸送ダイナミクス / 高次非線形構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では直線磁化プラズマ乱流実験において、孤立渦・飛沫といった3次的・4次的に形成された高次非線形構造による輸送を評価する。様々な乱流条件で高次非線形構造による輸送ダイナミクスを評価することで、これの系統的理解を目指している。
2023年度は、開発した10chラングミュアプローブの設置精度改善、及び、外部制御パラメータである中性粒子ガス圧と磁場強度を変化させた複数の乱流測定データを用いて、2次元空間構造の時間変化を得る解析手法の開発を行なった。得られた時空間構造を特異値分解により弁別し、基本波・流れ・高次非線形構造間のエネルギー輸送評価を行った。中性粒子ガス圧および磁場強度を変化により得られるこれら乱流構造の(i)エネルギーの変化、および(ii)構造間のエネルギー輸送変化の系統的な整理を行なった。
研究期間全体として、(1)半径方向に10chのラングミュアプローブを新たに制作し、64ch周方向ラングミュアプローブと同時計測により、２次元再構成する手法を開発した。(2)レーザー誘起蛍光法とラングミュアプローブを組み合わせ、ベクトルトモグラフィーにより２次元の流れベクトル場を再構成する手法の開発とその実証を行なった。(3)外部制御パラメータである中性粒子ガス圧および磁場強度を変化させた複数の乱流条件において、２次元再構成および構造弁別を行う手法の開発を行った。外部制御パラメータによる各乱流構造ごとのエネルギーおよび構造間のエネルギー輸送の変化を得ることで系統的な整理を行なった。
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