2017 Fiscal Year Annual Research Report
Turbulent mixing by the interfacial instabilities in magnetized plasmas
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26287147
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
佐野 孝好 大阪大学, レーザー科学研究所, 助教 (80362606)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 太智 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (30726401)
西原 功修 大阪大学, レーザー科学研究所, 名誉教授 (40107131)
坂和 洋一 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (70242881)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | レーザー宇宙物理 / 磁気流体不安定 / レーザー実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は磁化プラズマ中での界面不安定を数値シミュレーション及びレーザー宇宙物理実験を用いて解析した。
理論的には、磁気流体シミュレーションと界面シートモデルの両方を用いて、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定(RMI)における磁場の役割として、磁場増幅と不安定抑制の効果があることを明らかにした。RMIは密度擾乱と衝撃波の相互作用で発生する界面不安定で、時間に対して線形の成長率を持つという特徴がある。また、磁場の効果が、不安定速度とアルヴェン速度の比であるアルヴェン数と呼ばれる無次元量で特徴付けられることを示すことにも成功した。
理論モデルを検証するため、大阪大学の激光レーザーを用いたレーザー宇宙物理実験を実施した。平成26年度以降、「リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性による磁化プラズ
マの乱流混合過程」という題目で、共同利用課題として採択され、実験を行ってきた。平成29年度の実験では、可視光のシャドウグラフ計測で、初期擾乱が不安定成長する様子を捉えることに成功した。擾乱の成長速度はRMIの線形成長速度と良い一致を示していた。さらに、B-dotプローブを用いた磁場計測にも成功し、RMIによって駆動された乱流中で増幅された磁場の信号を捕らえた。初期擾乱の有無によって、計測された磁場強度には明らかな違いが見られ、不安定性の成長が確実に磁場増幅に寄与しているという実験的証拠が得られた。一方、種磁場がない場合にも、磁場の信号が計測される場合があった。これは、乱流運動による自己生成磁場の発生の結果であると考えられる。
今後は、この研究をさらに発展させ、強磁場による不安定成長の抑制に関する実験を進めて行きたいと考えている。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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