2016 Fiscal Year Annual Research Report
Large Deviation Statistical Analysis on Plasma Turbulence based on Conditional Averaging
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26420852
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
永島 芳彦 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90390632)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電圧バイアス実験 / プラズマ乱流 / レイノルズ応力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、大域的・巨視的な情報を含むプラズマデータの確率密度関数のビンごとに条件付平滑化を行い、プラズマ乱流の種々の統計量を算出する解析方法の開拓を行うものである。昨年度は、一部研究の前倒しを行い、本解析方法をトカマクデータに応用した。鋸歯状振動の各フェーズごとに条件付平滑化を行い、乱流揺動振幅の微細変動を捕らえることに成功した。一方、直線基礎プラズマ装置では観測装置の修理を行いながら、実験の準備を進めた。本年度は、観測装置の修理を実施し、巨視量としてエンドプレートバイアスの電圧信号を基に、1放電中に複数回トリガーを印加してバイアス電圧のオンオフを繰り返し、トリガー前後の乱流統計量（パワースペクトル、粒子束、レイノルズ応力等）の時間発展の計測を試みた。バイアスの前後でレイノルズ応力が大きく変動することが判明したが、その原因をより細かく追究した。その結果、レイノルズ応力は径電場揺動の振幅、ポロいダル電場陽動の振幅、それら2種の揺動間の相関と位相角によってその郷土が決定されるが、径電場揺動とポロいダル電場揺動間の相関が弱まることが判明した。また、径方向スキャン可能なプローブと固定プローブアレイ間の相関解析によって、揺動のモード構造の変動についても解析した。その結果、特にバイアス電圧の変動が卓越する径方向位置において、振幅が強い揺動について、低モード数構造が消失する一方、高モード構造が発現する事が判明した。一方、トリガータイミングに対するレイノルズ応力の変動の時間発展について解析し、トリガー後にプラズマ周辺部から内側に向かってレイノルズ応力の変動が1ミリ秒程度かけて中に浸透することが判明し、バイアス電圧が乱流レイノルズ応力の時間発展に与える影響を実験的に明らかにした。総じて、本解析手法の開拓が、揺動の空間構造の変動の実態を明らかにした。
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[Journal Article] Improvement of the Reynolds Stress Probe for End-Plate Biasing Experiments in a Cylindrical Laboratory Plasma2016
Author(s)
Tomotsugu KANZAKI, Yoshihiko NAGASHIMA, Shigeru INAGAKI, Fumiyoshi KIN, Yudai MIWA, Makoto SASAKI, Takuma YAMADA, Akihide FUJISAWA, Tatsuya KOBAYASHI, Naohiro KASUYA, Yusuke KOSUGA, Sanae-I. ITOH and Kimitaka ITOH
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Journal Title
Plasma and Fusion Research
Volume: 11
Pages: 1201091-1-3
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] エンドプレートバイアス時の多チャンネルプローブ計測2017
Author(s)
永島芳彦, 藤澤彰英, 稲垣滋, 神崎智継, 金史良, 荒川弘之, 小林達哉, 山田琢磨, 山崎広太郎, 福田郁未, 狹間田一誠, 小菅佑輔, 佐々木真, 糟谷直宏, 伊藤早苗, 伊藤公孝
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学 豊中キャンパス
Year and Date
2017-03-18
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