2013 Fiscal Year Research-status Report
乱れた磁力線領域を含む3次元MHD平衡計算へのプラズマ回転の導入とその実験的検証
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25420890
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
鈴木 康浩 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20397558)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | MHD平衡 / トロイダル回転 |
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| Research Abstract |
本年度はHINT2コードにプラズマ回転を導入するためのコードの改良を行った。
トロイダルマッハ数が1 より小さい条件を仮定し、MHD平衡計算にプラズマのトロイダル回転を導入する。具体的には運動方程式に慣性項と粘性項を導入し、定常解を求める。マッハ数が1 を超えた場合、MHD 平衡方程式が楕円型から双曲線型へと数学的に特性が変化するので本研究では取り扱わない。
まず、圧力分布はisothermalであると仮定し、温度は磁気面関数であるが、質量密度が慣性力によりトーラス外側へシフトするとしたモデルを採用する。圧力分布スキームにより求められた圧力分布が慣性力によりトーラス外側へシフトする様子をモデル化し、コーディングを行った。その結果、トロイダルマッハ数の増加と共に圧力分布が磁気面量ではなく様子をシミュレーションで再現することができた。次に大アスペクト比近似のトロイダル回転を含む2次元平衡の解析解とHINT2コードの計算結果を比較し、概ね良い一致が得られた。解析解は固定境界であるのに対し、HINT2コードは自由境界計算のみ可能であるので、今後、より慎重な比較を行う必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度はトロイダル回転を含む3次元平衡を求めるためのコードの改良がほぼ終了し、2次元平衡についてベンチマークを行うことができた。その意味で、大筋、計画通りに研究が進展している。
ただし、平成25年度のもう一つの計画である、圧力分布計算スキームに関しては数値精度が十分に出ていないことも有り、今後、改良が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下の方針に従って研究を進める。
平成25年度の目標であった、圧力分布スキームの改良を引き続き進める。基本的なコード改良は終了した段階にあるので、ベンチマークを行い、数値精度が出ない問題を解決する。
一方、2次元で計算していた、トロイダル回転を含むMHD平衡を3次元で行い、トロイダル回転が3次元MHD平衡に与える影響を考察する。RMP を重畳したトカマクの非線形MHD 計算を行った結果、トロイダル回転の大きさによって磁場構造が変化する可能性が指摘されている。トロイダル回転を含む3 次元MHD 平衡計算の場合、同様の効果が表れるかどうかを比較する。まずは、大アスペクト、円形断面のトカマクに対し低mの磁気島が存在する倍委を対象とし、トロイダル回転が磁気島構造を変化させるかどうかを考察する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度にブレード方ネットワークHDDを購入する予定を立てたが、購入予定のサーバーのモデルチェンジが有り、かつ品薄の状態が続き、年度内納品が難しかったため。
平成26年度に改めて、購入予定だったネットワークHDDを購入する予定である。
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