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ラグランジュ的ジャイロ運動論に基づく新古典・乱流輸送理論

研究課題

研究課題/領域番号 12680497
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 核融合学
研究機関文部科学省核融合科学研究所

研究代表者

洲鎌 英雄  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80202125)

研究分担者 佐竹 真介  核融合科学研究所, 理論シミュレーション研究センター, 日本学術振興会特別研究員・PD
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)
研究期間 (年度) 2000 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードジャイロ運動論 / 新古典輸送 / 乱流輸送 / 微視的不安定性 / ITGモード / 運動論的バルーニングモード / 運動論的バルーニング・モード / 運動論的流体モデル / ラグランジュ的ジャイロ運動論
研究概要

弱衝突性ITG乱流の高精度運動論的シミュレーションを行い、衝突により実現される定常乱流状態における乱流イオン熱輸送係数が、少衝突周波数極限で無衝突準定常乱流状態における乱流イオン熱輸送係数に収束することを確かめた。さらにイオン分布関数の微細構造に伴うエントロピー変数が温度勾配下の異常イオン熱輸送により生成され、位相混合により微少な速度空間スケールへ転送され、衝突により散逸される過程を明らかにした。
高ベータプラズマで重要となってくる磁場揺動成分の効果を取り入れた電磁的ITGモードの計算ができるように、数値計算コードの改良を行い、高ベータヘリカルプラズマにおけるITGモードの安定化を確認した。さらに、高ベータヘリカルプラズマにおいて負磁気シアーとトロイダルプラズマシフトにより生み出される測地的磁気曲率により運動論的バルーニング・モードが不安定化されることを見出した。また、LHD型配位において、運動論的バルーニング・モードの不安定なパラメーター領域が、理想MHDのスルシエ不安定パラメーター領域よりも狭くなることを示した。
デルタf法を用い、トカマク配位における有限バナナ軌道幅効果を取り入れた新古典輸送のシミュレーションを行い、新古典粒子輸送により生じる径方向電場の時間発展を調べ、測地的音響モード(GAM)の振動および減衰現象を確認した。

報告書

(5件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] T.Kuroda, H.Sugama, R.Kanno, M.Okamoto: "Ion Temperature Gradient Modes in Toroidal Helical Systems"J.Phy.Soc.Jpn.. 69. 2485-2492 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugama, T.-H.Watanabe, W.Horton: "Collisionless kinetic-fluid closure and its application to the three-mode ion temperature gradient driven system"Phys.Plasmas. 8. 2617-2628 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Satake, H.Sugama, M.Okamoto, M.Wakatani: "Classification of Particle Orbits near the Magnetic Axis in a Tokamak by Using Constants of Motion"J.Plasma Fusion Res.. 77. 573-585 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kuroda, H.Sugama: "Ion Temperature Gradient Modes and Neoclassical Ripple Transport in Multiple-Helicity Fields"J.Phy.Soc.Jpn.. 70. 2235-2238 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-H.Watanabe, H.Sugama, T.Sato: "A Nondissipative Simulation Method for the Drift Kinetic Equation"J.Phy.Soc.Jpn.. 70. 3565-3576 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-H.Watanabe, H.Sugama: "Kinetic Simulation of a Quasi-steady State in Collisionless Ion Temperature Gradient Driven Turbulence"Phys.Plasmas. 9. 3659-3662 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Satake, M.Okamoto, H.Sugama: "Lagrangian Neoclassical Transport Theory Applied to the Region near the Magnetic Axis"Phys.Plasmas. 9. 3946-3060 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugama, S.Nishimura: "How to Calculate the Neoclassical Viscosity, Diffusion, and Current Coefficients in General Toroidal Plasmas"Phys.Plasmas. 9. 4637-4653 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugama, T.-H.Watanabe, W.Horton: "Comparison between Kinetic and Fluid Simulations of Slab Ion Temperature Gradient Driven Turbulence"Phys.Plasmas. 10. 726-736 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kuroda, H.Sugama: "Electromagnetic ITG Modes in Helical Systems"Journal of Plasma Fusion Research SERIES. 5. 625-629 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nishimura, H.Sugama, et al.: "A New Calculation Method for Neoclassical Flow and Transport of Impurities in Heliotron/Torsatron and Quasi-symmetric Configurations"Journal of Plasma Fusion Research SERIES. 5. 634-639 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kuroda, H.Sugama, R.Kanno, M.Okamoto: "Ion Temperature Gradient Modes in Toroidal Helical Systems"J.Phy.Soc.Jpn.. Vol.69, No.8. 2485-2492 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugama, T.-H.Watanabe, W.Horton: "Collisionless kinetic-fluid closure and its application to the three-mode ion temperature gradient driven system"Phys.Plasmas. Vol.8, No.6. 2617-2628 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Satake, H.Sugama, M.Okamoto, M.Wakatani: "Classification of Particle Orbits near the Magnetic Axis in a Tokamak by Using Constants of Motion"J.Plasma Fusion Res.. Vol.77, No.6. 573-585 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kuroda, H.Sugama: "Ion Temperature Gradient Modes and Neoclassical Ripple Transport in Multiple-Helicity Fields"J.Phy.Soc.Jpn.. Vol.70, No.8.. 2235-2238 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-H.Watanabe, H.Sugama, T.Sato: "A Nondissipative Simulation Method for the Drift Kinetic Equation"J.Phy.Soc.Jpn.. Vol.70, No.12. 3565-3576 (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
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-H.Watanabe, H.Sugama: "Kinetic Simulation of a Quasi-steady State in Collisionless Ion Temperature Gradient Driven Turbulence"Phys.Plasmas. Vol.9, No.9. 3659-3662 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Satake, M.Okamoto, H.Sugama: "Lagrangian Neoclassical Transport Theory Applied to the Region near the Magnetic Axis"Phys.Plasmas. Vol.9, No.9. 3946-3960 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugama, S.Nishimura: "How to Calculate the Neoclassical Viscosity, Diffusion, and Current Coefficients in General Toroidal Plasmas"Phys.Plasmas. Vol.9, No.11. 4637-4653 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugama, T.-H.Watanabe, W.Horton: "Comparison between Kinetic and Fluid Simulations of Slab Ion Temperature Gradient Driven Turbulence"Phys.Plasmas. Vol.10, No.3. 726-736 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kuroda, H.Sugama: "Electromagnetic ITG Modes in Helical Systems"J.Plasma Fusion Res.SERIES. Vol.5. 625-629 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nishimura, H.Sugama, et al.: "A New Calculation Method for Neoclassical Flow and Transport of Impurities in Heliotron/Torsatron and Quasi-symmetric Configurations"J.Plasma Fusion Res.SERIES. Vol.5. 634-639 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kuroda, H.Sugama: "Electromagnetic ITG Modes in Helical Systems"Journal of Plasma Fusion Research SERIES. 5. 625-629 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nishimura, H.Sugama, et al.: "A New Calculation Method for Neoclassical Flow and Transport of Impurities in Heliotron/Torsatron and Quasi-symmetric Configurations"Journal of Plasma Fusion Research SERIES. 5. 634-639 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.-H.Watanabe, H.Sugama: "Kinetic Simulation of Steady State of Ion Temperature Gradient Driven Turbulence with Weak Collisionality"Physics of Plasmuas. 11(to be published). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sugama, T.-H.Watanabe: "Study of Electromagnetic Microinstabilities in Helical Systems with the Stellarator Expansion Method"Physics of Plasmas. 11(to be published). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sugama, S.Nishimura: "How to Calculate the Neoclassical Viscosity, Diffusion, and Current Coefficients in General Toroidal Plasmas"Phys.Plasmas. 9・11. 4637-4653S (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Satake, M.Okamoto, H.Sugama: "Lagrangian Neoclassical Transport Theory Applied to the Region near the Magnetic Axis"Phys.Plasmas. 9・9. 3946-3960 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.-H.Watanabe, H.Sugama: "Kinetic Simulation of a Quasi-steady State in Collisionless Ion Temperature Gradient Driven Turbulence"Phys.Plasmas. 9・9. 3659-3662 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] R.Ball, R.L.Dewar, H.Sugama: "Metamorphosis of plasma turbulence -shear-flow dynamics through a transcritical bifurcation"Phys.Rev.E. 66・6. 066408-1-066408-9 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 洲鎌英雄: "ジャイロ運動論"プラズマ・核融合学会誌. 79・2. 107-120 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sugama, T.-H.Watanabe, W.Horton: "Comparison between Kinetic and Fluid Simulations of Slab Ion Temperature Gradient Driven Turbulence"Phys.Plasmas. 10・3. 726-736 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sugama et al.: "Collisonless kinetic-fluid Closure and its application to the three-mode ion temperature gradient driven system"Phys. Plasmas. 8・6. 2617-2628 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Satake, H.Sugama, et al.: "Classification of Particle Orbits near the Magnetic Axis in a Tokamak by Using Constants of Motion"J. Plasma Fusion Res.. 77・6. 573-585 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kuroda, H.Sugama: "Ion Temperature Gradient Modes and Neoclassical Ripple Transport in Multiple-Helicity Fields"J. Phys. Soc. Jpn.. 70・8. 2235-2238 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.-H.Watanabe, H.Sugama et al.: "A Nondissipative Simulation Method for the Drift Kinetic Equation"J. Phys. Soc. Jpn.. 70・12. 3565-3576 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sugama et al.: "Collisionless kinetic-fluid closure and its application to the three-mode ion temperature gradient driven system"Phys.Plasmas. 8(To be published). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Koroda,H.Sugama, et al.: "Ion Temperature Gradient Modes in Toroidal Helical Plasmas"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 2485-2492 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] G.Rewoldt,H.Sugama, et al.: "Drift mode calculations for the Large Helical Device"Phys.Plasmas. 7. 4942-4947 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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