| 研究課題/領域番号 |
11837021
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
林 隆也 核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 教授 (60156445)
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| 研究分担者 |
水口 直紀 核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 助手 (70332187)
三浦 英昭 核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 助手 (40280599)
渡辺 智彦 (渡邉 智彦) 核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 助教授 (30260053)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 複雑性 / 間欠的緩和現象 / 構造遷移現象 / 非平衡非線形開放系 / 磁気流体プラズマ / 球形トカマク / ヘリカル系プラズマ / 計算機シミュレーション / 動的挙動 |
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| 研究概要 |
球状トーラス配位およびヘリカル系配位のプラズマを対象として、圧力駆動型不安定性が誘起する間欠的な巨視的構造遷移現象ダイナミクスの磁気流体シミュレーションを実行し、非平衡・非線形・開放系という複雑性の視点に着目した解析を行った。計算モデルの確定といくつかの特徴的状況におけるシミュレーション計算の実行、結果の診断解析のためのコード開発を行った。高圧力プラズマ閉じ込めを特色とする球状トーラスについて、大域的緩和現象の発生に関する2種類の機構を見出した。一つはq=1有理面上の複数のグローバルモードが非線形段階でプラズマ表面の変形にまで成長し、外部磁場との磁力線再結合がプラズマジェット流を生起して不要な熱エネルギーを急速に排出する機構である。もう一つは中波数をもつ抵抗性バルーニングモードの非線形飽和を引き金にm/n=1/1キンクモードが励起される機構である。それぞれ、球状トカマク実験で観測されている内部リコネクション現象(IRE)およびsawtooth現象とよく一致する過程をたどる。圧力崩壊後は中心部で平坦な圧力分布をもつ軸対称配位へと緩和する。さらに、プラズマ圧力のもつ自由エネルギーが純粋な形であらわれるヘリカル系プラズマを対象として、これまであまり試みられなかった3次元配位非線形シミュレーションコードの開発を行い、圧力駆動型不安定性非線形成長過程を調べた。その結果、バルーニングモードの成長による構造遷移が起こり、緩和過程の進行とともにプラズマ圧力の自発的再分配がおこることを見出した。空間構造と時間構造が一体となって発展する複雑な物理過程の視覚的解析のために、3次元バーチャルリアリティ装置をはじめとする先進的可視化システムを開発し、積極的に利用した。
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