低衝突拡張磁気流体モデルを用いた巨視的プラズマ不安定性に対する微視的効果の解明

• 研究課題/領域番号: 24740375
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 伊藤 淳 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70413987)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 電磁流体力学 / 拡張MHD / プラズマ不安定性 / 二流体MHD / 有限ラーマー半径効果 / プラズマ物理

研究成果の概要

拡張磁気流体モデルを用いて、巨視的なプラズマのダイナミクスに対する微視的な効果に関する理論解析を行った。有限のベータ値をもつプラズマにおけるRayleigh-Taylor不安定性とKelvin-Helmholtz不安定性に対する二流体および有限イオン温度効果の線形解析を行い、高波数領域の完全安定化が消失する新たなベータ値の条件を示した。また、テアリング不安定性に対して、低衝突プラズマでは無視できない有限イオン温度効果であるジャイロ粘性項に対する熱流束の効果を解析するための新たな線形固有モード方程式を導出した。そして、流れをもつトロイダル平衡に対する安定性解析を行うための磁気座標系を構築した。

研究成果

• [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 effects (2015)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hall and Gyro-Viscosity Effects on the Rayleigh-Taylor Instability in a 2D Rectangular Slab (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Goto, H. Miura, A. Ito, M. Sato and T. Hatori
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 1403076-1403076
  • DOI: 10.1585/pfr.9.1403076
  • NAID: 130005089494
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [学会発表] Parameter dependence of two-fluid and finite Larmor radius effects on Rayleigh-Taylor and Kelvin-Helmholtz instabilities in finite beta plasmas (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, R. Goto, T. Hatori, H. Miura and M. Sato
  • 学会等名: 2015 International Sherwood Fusion Theory Conference
  • 発表場所: New York University, New York （米国）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 拡張MHDモデルにおけるテアリング不安定性に対するジャイロ粘性テンソル中の磁力線方向の熱流束の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤淳、J.J. Ramos
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Magnetic flux coordinates for high-beta tokamak equilibria with flow (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ito and N. Nakajima
  • 学会等名: Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • 発表場所: New Orleans Marriott Hotel, New Orleans （米国）
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-31
• [学会発表] Effect of parallel heat flux in the gyroviscous tensor on tearing mode instability in two-fluid magnetohydrodynamic model (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ito and J. J. Ramos
  • 学会等名: 56th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • 発表場所: New Orleans Marriott Hotel, New Orleans （米国）
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-31
• [学会発表] Toroidal Equilibria with Flow in High-Beta Reduced Magnetohydrodynamic Models (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ito and N. Nakajima
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
• [学会発表] 高ベータ簡約化MHDモデルにおけるポロイダル音速程度の流れをもつ平衡とその安定性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤淳、中島徳嘉
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県徳島市）
• [学会発表] 拡張磁気流体モデルにおけるRayleigh-Taylor/Kelvin-Helmholtz不安定性の線形解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤淳
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
• [学会発表] Eigenmode analysis of Rayleigh-Taylor and Kelvin-Helmholtz instabilities in the extended MHD model (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Ito
  • 学会等名: 2013 International Sherwood Fusion Theory Conference
  • 発表場所: La Fonda on the Plaza, Santa Fe （米国）
• [学会発表] Eigenmode analysis of Kelvin-Helmholtz/Rayleigh-Taylor instability based on the extended MHD model (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Ito
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference
  • 発表場所: セラトピア土岐（岐阜県土岐市）
• [学会発表] 磁化プラズマにおけるRayleigh-Taylor/Kelvin-Helmholtz不安定性に対する微視的効果の線形固有モード解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤淳
  • 学会等名: 第２９回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: クローバープラザ（福岡県春日市）
• [備考] 研究者ホームページ
  • URL: http://www-fps.nifs.ac.jp/atsushi/index.html
• [備考] 研究者ホームページ
  • URL: http://www-fps.nifs.ac.jp/atsushi/index.html