2013 Fiscal Year Annual Research Report
３次元平衡配位における定量的なジャイロ運動論的乱流シミュレーション研究
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22760660
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
沼波 政倫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (40397203)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | プラズマ・核融合 / ジャイロ運動論的シミュレーション / 乱流輸送 / 大型ヘリカル装置 / ゾーナルフロー |
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| Research Abstract |
大型ヘリカル装置（ＬＨＤ）に代表される複雑な幾何構造を有した３次元磁場閉じ込めプラズマにおける乱流輸送に対して、定量的な理解を深めることが本課題の目的である。最終年度である２５年度では、課題実施期間の初頭に代表者が開発したＧＫＶ－Ｘコードを用いたジャイロ運動論的シミュレーションによる輸送解析を中心に、下記の成果を得た。
（１）これまでに実施した乱流シミュレーションの計算条件（温度・密度勾配長、磁気シア、磁場配位等）をさらに広範囲に拡げ、主にイオン温度勾配（ＩＴＧ）駆動の乱流輸送シミュレーションを実行した。その結果得られた乱流揺動ポテンシャル及びゾーナルフロー（ＺＦ）振幅とイオン熱輸送係数との簡潔な関係性をより確度の高い形で得た。
（２）昨年度までに、乱流揺動ポテンシャルとＺＦ振幅がそれぞれ、ＩＴＧ線形不安定性成長率とＺＦポテンシャルの線形応答関数から得られるＺＦ減衰時間によって表現し得ることが分かっていた。２５年度は、より多くの非線形乱流シミュレーション結果に基づいて、その関係式をより正確な形に修正した上で、上記での乱流揺動ポテンシャル及びＺＦ振幅を熱輸送係数との相関関係に基づき、非線形結果をより高い確度で再現できるＩＴＧ乱流輸送の簡約モデル構築を行った。
（３）上記の輸送モデルを統合輸送コードＴＡＳＫ３Ｄへの適用し、実際のＬＨＤ放電ショットに対する解析を行った。構築した簡約輸送モデルにより、実験結果に近い温度分布を再現することが出来た。
（４）これまでのＧＫＶーＸコードでは、モデル化された衝突効果が導入されていたが、複数粒子種での各物理量保存則を満たすようなジャイロ運動論的衝突項の導入を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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