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磁力線方向流れを伴うプラズマ乱流におけるパターン形成

研究課題

研究課題/領域番号 18K03578
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分14010:プラズマ科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

小菅 佑輔  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (00700296)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードプラズマ乱流 / 非線形パターン / 乱流プラズマ / 非線形構造 / 流れ構造 / 旋回度 / 軸方向速度 / プラズマ / 乱流 / 構造形成 / 流れ / パターン形成
研究成果の概要

本研究では、乱流プラズマに励起される様々な構造の形成について理解を深め、特に磁力線に沿った流れ場の役割に着目した解析を進めることを目的としている。垂直方向の流れの励起の制御に対して、平行流が有効であることを確認し、単色波の場合に得られた成果を複数の波数と周波数を持つ波からなる波動乱流の場合に研究を拡張した。乱流から三次元的螺旋流が励起されることを示し、その定量化を進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により乱流プラズマに励起される非線形構造の理解が進んだ。様々な物性をもたらす非線形構造の選択的な励起の問題に取り組み、文脈に応じて輸送を改善もしくは劣化させることが可能となることを示した。核融合プラズマへの応用に着手し、核融合プラズマの性能向上に対して、時には輸送を劣化させるようなことが有効であることをモデルにより示すことができた。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Numerical investigation on how heat flux avalanche jams trigger the staircase pattern formation2021

    • 著者名/発表者名
      Kosuga Y.、Koga D.、Sasaki M.
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 28 号: 8 ページ: 082302-082302

    • DOI

      10.1063/5.0053919

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Minimum enstrophy flows in drift wave turbulence with neutral particles2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuga Y、Aoki D
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: 62 号: 10 ページ: 105002-105002

    • DOI

      10.1088/1361-6587/aba73d

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flow helicity of wavy plasma turbulence2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuga Y.、Sasaki M.、Guo Z. B.
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 27 号: 2 ページ: 022303-022303

    • DOI

      10.1063/1.5121351

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Scrape-off layer width set by non-linear streamer flows in drift wave turbulence2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuga Y.、Kin F.、Sasaki M.
    • 雑誌名

      Contributions to Plasma Physics

      巻: - 号: 5-6

    • DOI

      10.1002/ctpp.201900141

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of density modulation in driving nonlinear streamer flows in drift wave turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuga Y.、Hasamada K.
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 25 号: 10 ページ: 100701-100701

    • DOI

      10.1063/1.5049726

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helical flow structures in torus plasmas2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuga Y.
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1993 ページ: 020009-020009

    • DOI

      10.1063/1.5048719

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 中性粒子・乱流プラズマ結合系における流れ分布形成過程2020

    • 著者名/発表者名
      小菅佑輔、青木大輔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 中性粒子を含むドリフト波乱流における最小エンストロフィー流2020

    • 著者名/発表者名
      小菅佑輔、青木大輔
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Selectively exciting nonlinear streamer flows in drift wave turbulence2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kosuga, F. Kin, M. Sasaki
    • 学会等名
      17th International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow helicity: could it be useful for fusion?2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kosuga
    • 学会等名
      The 10th Festival de Theorie
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generation of helical flow structure in turbulent plasmas and its helicity2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kosuga, M. Sasaki, Z.B. Guo
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Revisiting the excitation of radially elongated convective cells in drift wave turbulence2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kosuga and K. Hasamada
    • 学会等名
      19th International Congress on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How pattern is selected in drift wave turbulence: role of parallel flow shear2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kosuga
    • 学会等名
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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