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拡張MHD乱流におけるスペクトル構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23540583
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

三浦 英昭  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40280599)

研究分担者 伊藤 淳  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70413987)
荒木 圭典  岡山理科大学, 工学部, 教授 (90299181)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード拡張MHD / 乱流 / スペクトル / 不安定性 / Hall項 / ジャイロ粘性 / Hall MHD / エネルギースペクトル / 構造遷移 / LES / 渦構造 / エネルギー収支 / Hall効果 / 一様等方乱流 / スマゴリンスキーモデル / ローパスフィルター
研究成果の概要

電磁流体力学方程式を、短波長効果(イオンスキン長効果、有限ラーマー半径効果)について拡張した拡張MHDモデルを用い、これらの効果が乱流のエネルギースペクトルや空間構造に与える影響を、数値シミュレーションで調べた。イオンスキン長効果が渦構造の層状から管状への構造遷移をもたらすこと、短波長領域においてイオンスキン長効果がより短波長領域への磁気エネルギーの伝達を促すこと、有限ラーマー半径効果は不安定性の成長の非線形段階において二次的な不安定性を誘引し、短波長領域でスペクトルの励起を促すことなどを明らかにした。これらの知見をもとに、イオンスキン長効果を含む乱流のラージエディシミュレーションに成功した。

報告書

(6件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Hall effects and sub-grid-scale modeling in magnetohydrodynamic turbulence simulations2016

    • 著者名/発表者名
      H. Miura, K. Araki, and F. Hamba
    • 雑誌名

      Jurnal of Computational Physics

      巻: 316 ページ: 385-395

    • DOI

      10.1016/j.jcp.2016.03.067

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of large-scale structures with sharp density gradient through RayleighTaylor growth in a two-dimensional slab under the two-fluid and finite Larmor radius effects2015

    • 著者名/発表者名
      R. Goto, H.Miura, A.Ito, M.Sato and T.Hatori
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 22 号: 3 ページ: 0321151-10

    • DOI

      10.1063/1.4916061

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Compansating Behavior and Constancy of Normalized Energy Transfers in Hall Magnetohydrodynamic Turbulence2014

    • 著者名/発表者名
      K. Araki, H. Miura
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: to appear ページ: 3401073-3401073

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hall and gyro-viscosity effects on the Rayleigh-Taylor instability in a 2D rectangular slab2014

    • 著者名/発表者名
      R. Goto, H. Miura, A. Ito, M. Sato, T. Hatori
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: to appear ページ: 1-8

    • NAID

      130005089494

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coarse-graining study of homogeneous and isotropic Hall magnetohydrodynamics turbulence2013

    • 著者名/発表者名
      H. Miura and K. Araki
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: Vol.55 号: 1 ページ: 14012-14012

    • DOI

      10.1088/0741-3335/55/1/014012

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local structures of homogeneous Hall MHD turbulence2011

    • 著者名/発表者名
      H. Miura and K. Araki
    • 雑誌名

      Journal of Physics:Conference Series

      巻: Vol.318 号: 7 ページ: 72032-72032

    • DOI

      10.1088/1742-6596/318/7/072032

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Hall effects on scale-hierarchy in MHD turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      H. Miura
    • 学会等名
      European Turbulence Conference 2015
    • 発表場所
      デルフト(オランダ)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of short-wave Hall and gyro-viscous effects in instability and turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      H. Miura
    • 学会等名
      ICNSP2015 International Conference on Numerical Simulation of Plasmas
    • 発表場所
      ゴールデン(米国コロラド州)
    • 年月日
      2015-08-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two-fluid effects on Pressure-Driven Modes in a Heliotron Device2014

    • 著者名/発表者名
      H. Miura
    • 学会等名
      The 25th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      St. Petersberg, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Hall effects on energy transfer of isotropic MHD turbulence2013

    • 著者名/発表者名
      H. Miura
    • 学会等名
      The 14th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      Lyon (France)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A direct comparison between single-fluid MHD and Hall MHD turbulence2013

    • 著者名/発表者名
      H. Miura
    • 学会等名
      The 55th American Physical Society Division of Plasma Physics meeting
    • 発表場所
      Denver (U.S.A.)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] DNS of MHD and Hall MHD Turbulence2013

    • 著者名/発表者名
      H. Miura
    • 学会等名
      Workshop on Large-Eddy Simulations of MHD Turbulence
    • 発表場所
      Boulder (U.S.A.)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Contributions of sub-grid-scales to energy transfer in Hall MHD turbulence2012

    • 著者名/発表者名
      H Miura and K Araki
    • 学会等名
      54th American Physical Society Division of Plasma Physics meeting
    • 発表場所
      Providence, RI, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Reduction of nonlinear effects in magnetohydrodynamic and2012

    • 著者名/発表者名
      K Araki and H Miura
    • 学会等名
      22nd International Toki Conference
    • 発表場所
      Toki, Gifu, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Local structures and energy transfer in homogeneous and isotropic Hall MHD turbulence2012

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Miura, Keisuke Araki
    • 学会等名
      18th International Stellarator/Heliotron Workshop & 10th Asia Pacific Plasma Theory Conference
    • 発表場所
      Cydney, Australia
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Local structures of homogeneous Hall MHD turbulence2011

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Miura, Keisuke Araki
    • 学会等名
      13th European Turbulence Conference
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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