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2つの重力不安定性の異なる非線形発展とフラクタル乱流での熱伝導損失

研究課題

研究課題/領域番号 11680486
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関大阪大学

研究代表者

西原 功修  大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (40107131)

研究分担者 坂上 仁志  姫路工業大学, 工学部, 助教授 (30254452)
長友 英夫  大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助手 (10283813)
村上 匡且  大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助手 (80192772)
松岡 千博  愛媛大学, 理学部, 助手 (10270266)
石崎 龍一  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助手 (60301727)
長谷川 進  航空技術研究所, 数値宇宙, 研究官
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードレーリー・テーラー不安定性 / リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性 / 渦シート / アブレーション / 非線形波動 / 分子動力学シミュレーション / リー群 / フラクタル / 弱い非線形成長 / ダブルスパイラル / レーザー核融合 / 爆縮 / 流体不安定性
研究概要

1.有限スペクトル幅擾乱を考慮したレーリー・テーラー不安定性について、線形成長の飽和振幅と非線形成長率を求める3次の非線形性を含む理論モデルを構築した。特に、レーザーアブレーションによる飽和振幅と非線形成長率の抑制効果を明らかにした。これらの値を具体的なターゲット物質について評価を行った。また、非線形成長率は、飽和振幅と線形成長率との積で決まることを明らかにした。
2.リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性の非線形発展は、密度の跳びのある渦シートの自己非線形相互作用として捉えられることに着目し、その非線形発展を記述する3次の非線形モデルを構築した。密度の跳びのある渦ジートでは、接線方向に伸縮すること、また渦度が局所的に時間変化することを明らかにし、そのダイナミックスを求めた
3.空間格子を用いる従来の流体コードでは、数値的な不安定性が生じることから、円筒形状などの収縮衝撃波などのシミュレーションは困難であった。この問題を解決するため、分子動力学的手法を用いることを新たに提案し、円筒中の収縮衝撃波面の安定性、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性の非線形発展を明らかにした。特に、中心と非一様接触面の間を何回も反射する衝撃波によるリヒトマイヤー・メシュコフ不安定性の成長率の増加、およ.び非線形成長率の減衰がモード数に依存することを明らかにした。
4.リー群理論を適用して、熱伝導などの散逸がある系についてレーザー爆縮の相似則を明らかにした。このモデルは流体等価な爆縮の比例則を与えるものである。流体シミュレーションと比較し理論モデルの正当性を確認した。またこの理論モデルを用いて、レーザー核融合の次期装置設計を行った。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] N.Ozaki: "Planer shock wave generated by uniform irradiation from two overlapped partially coherent laser beams"J. Appl. Phys.. 89・5. 2571-2575 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sakabe: "The Interactions of ultra-short high-intensity laser pulse with large molecules and clusters : Experimental and computational studies"Phys. Plasmas. 8・5. 2517-2524 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nishihara: "High energy ions generated by laser driven Coulomb explosion of cluster"Nucl. Instruments and Methods in Phys. Research A. 464. 98-102 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.-G.Kang: "Blast-wave-sphere interaction using a laser-produced plasma : An experiment motivated by supernova 1987A"Phys. Rev. E. 64. 47402-47405 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.-G.Kang: "Laboratory Simulation of the Collision of Supernova 1987A with Its Circumstellar Ring Nebula"Plasma Phys. Reports. 27・10. 843-851 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.-M.Sheng: "Anisotropic filamentation instability of intense laser beams in plasma near the critical density"Phys. Rev. E. 64. 664091-664099 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Ozaki, Y. Sasatani, K. Kishida, M. Miyanaga, K. Nagai, K. Nishihara et al.l.: "Planer shock wave generated by uniform irradiation from two overlapped partially coherent laser beams"J. Appl. Phys.. Vol. 89, No. 5. 2571-2575 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sakabe, K. Nishihara, N. Nakashima, J. Kou, S. Shimizu, V. Zhakhovskii, H. Amitani, F. Sato: "The interactions of ultra-snort high-intensity laser pulse with large molecules and clusters: Experimental and computational studies"Phys. Plasmas.. Vol. 8, No.5. 2517-2524 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nishihara, H.Amitani, M. Murakami, S. V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov: "High energy ions generated by laser driven Coulomb explosion of cluster"Nucl. Instruments and Methods in Phys. Research A. 464. 98-102 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.-G. Kang, K. Nishihara, H. Nishimura, H. Takabe, A. Suriahara, T. Norimatsu, K. Nagai, H. Kim, M. Nakatsuka, H. J. Kong, and N. J. Zabusky: "Blast-wave-sphere interaction using a laser-produced plasma: An experiment motivated by supernova 1987A"Phys. Rev. E.. Vol. 64. 47402-47405 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.-G. Kang, H. Nishimura, H, Takabe, K, Nishihara, A, Sunahara, T. Norimatsu, K, Nagai, H. Kim, M. Makatsuka, and H. J. Kong: "Laboratory Simulation of the Collision of Supernova 1 987A with Its Circumstellar Ring Nebula"Plasma Phys. Reports. Vol. 27, No. 10. 843-851 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.-M. Sheng, K. Nishihara, I Honda, Y. Sentoku and K. Mima: "Anisotropic filamentation instability of intense laser beams in plasma near the critical density"Phys. Rev. E.. Vol. 64. 066409-1-066409-9 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. V. Bulanov, F. Califano, T. Zh. Esirkepov, K. Mima, N. M. Naumova, K. Nishihara, F. Pegoraro, Y. Sentoku and V. A. Vshivkov: "Generation of subcycle relativistic solitons by super intense laser pulses in plasmas"Physica D: Nonlinear phenomena.. Vol. 152-153. 682-693 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. M. Naumova, S. V. Bulanov, T. Zh. Esirkepov, D. Farina, K. Nishihara, F. Pegoraro, H. Ruhl, and A. S. Sakharov: "Formation of Electromagnetic Postsolitons in Plasmas"Physical Review Letters. Vol. 87, Issue 18. 5004-5004 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Ozaki: "Planer shock wave generated by uniform irradiation from two overlapped partially coherent laser beams"J.Appl.Phys.. 89・5. 2571-2575 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakabe: "The Interactions of ultra-short high-intensity laser pulse with large molecules and clusters : Experimental and computational studies"Phys.Plasmas. 8・5. 2517-2524 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishihara: "High energy ions generated by laser driven Coulomb explosion of cluster"Nucl.Instruments and Methods in Phys.Research A. 464. 98-102 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.-G.Kang: "Blast-wave-sphere interaction using a laser-produced plasma : An experiment motivated by supernova 1987A"Phys.Rev.E. 64. 47402-47405 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.-G.Kang: "Laboratory Simulation of the Collision of Supernova 1987A with Its Circumstellar Ring Nebula"Plasma Phys.Reports. 27・10. 843-851 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.-M.Sheng: "Anisotropic filamentation instability of intense laser beams in plasma near the critical density"Phys.Rev.E. 64. 664091-664099 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Murakami and K.Nishihara: "Convective Instability of Radiatively Cooling Self-similar Implosions"Physics of Plasmas. Vol.7,No.7. 2978-2986 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Takabe,H.Nagatomo,K.Nishihara, et al.: "Integrated Code Development and Analysis of Implosion and Hydrodynamic Experiments"Fusion Energy 1998 (17th Conference Proceedings Yokohama, Japan, Oct.18-24,1998) Published by IAEA (2000). Vol.3. 1115-1118 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] V.V.Shakhovskii,K.Nishihara,and N.A.Inogamov: "Molecular Dynamics Simulation of Rarefaction Waves in Media That Can Undergo Phase Transition pp.232-235"JETP Lett.. Vol.71. 241-248 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Fukuda,K.Nishihara,C.Matsuoka,and J.G.Wouchuk: "Nonlinear Evolution of Single Spike in Richtmyer-Meshkov Instability"Inertial Fusion Science and Applications 99,(Elsevier, Paris (2000), Editors : C.Labaune,W.J.Hogan,and K.A.Tanaka). 232-235 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] V.V.Zhakohskii,S.V.Zybin,K.Nishihara, et al.: "Orientation Dependence of Shock Structure with Melting in L-J Crystal from Molecular Dynamics"Progress of Theoretical Physics Supplement. No.138. 223-228 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Fukuda,K.Nishihara,C.Matsuoka,and J.G.Wouchuk: "Saturation Amplitude of Linear Growth in Rayleigh-Taylor Instability with a Finite Spectrum Width"Inertial Fusion Science and Applications 99,(Elsevier, Paris (2000), Editors : C.Labaune,W.J.Hogan,and K.A.Tanaka). 228-231 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Fukuda,K.Nishihara,M.Okamoto,C.Matsuoka,R.Ishizaki,H.Sakagami and H.Nagatomo: "Nonlinear Evolution of Single Spike Structure and Voltex in Richimyer-Meshkov Instability"Journal of Plasma and Fusion Research. Vol.75No.10-CD. 201-210 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Fukuda,K.Nishihara,M.Okamoto and S.Hasegawa: "Appearance of Fractal Structure in Rayleigh-Taylor Instability"Journal of Plasma and Fusion Research. Vol.75No.10-CD. 211-218 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishihara: "Weakly Nonlinear Theory of Rayleigh-Taylor Instability"J. Plasma Fusion Res. SERIES. Vol.2. 536-540 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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