| 研究課題/領域番号 |
20K14449
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 (2023)
国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2020-2022) |
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研究代表者 |
白戸 高志 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (10827520)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
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| キーワード | プラズマ物理学 / 数値シミュレーション / 運動論 / 運動論プラズマ / 数値計算法 / 計算物理学 / 核融合プラズマ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電磁ジャイロ運動論方程式は核融合プラズマのダイナミクスを記述する第一原理方程式と認識されているが、数値エラーにより信頼性の高いシミュレーションの成功例はほとんど報告されていない。この研究では、電磁ジャイロ運動論の物理的要請に基づき数値アルゴリズムを再構築することで、線形理論をよく再現しつつ長時間のシミュレーションを安定に行うことのできる、革新的アルゴリズムを開発する。
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| 研究成果の概要 |
本課題では、炉心プラズマの運動論に関連した理論・シミュレーション研究を展開した。磁場閉じ込めプラズマのような長時間計算において温度などの基礎的な物理量を正確に記述することを目的として、エネルギーや運動量を厳密に保存する数値アルゴリズムの開発を行った。また、これと並行して、運動論シミュレーションで用いられる電磁場のモデルについて理論的に考察し、数値シミュレーションに適用しやすい新しい定式化を行い、理論と数値シミュレーション法の両面から研究を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
フュージョンプラズマにおける乱流輸送は、壁へのダメージの原因となる熱流束を決定づける要因の一つである。これを正確に予測できるシミュレーション手法の開発は、フュージョンエネルギーの実現化に大きく貢献しうるものである。また、プラズマは電磁場と相互作用するため、相互にエネルギーなどの交換が行われる。エネルギー収支を正しく記述するシミュレーションを実行するためには、支配方程式に対する数学的変形が必要不可欠であり、そのような変形を再現できる数値技法の開発は学術的に意義のあるものである。
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