３次元磁場配位を考慮した乱流構造形成機構の研究

• 研究課題/領域番号: 24760703
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 糟谷 直宏 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (20390635)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: プラズマ・核融合 / 磁場閉じ込め / 乱流 / ト－ラス / 数値診断 / トーラス

研究成果の概要

核融合プラズマの乱流輸送現象解明には、揺動のダイナミクスを多スケール間にわたって同時に同定することが重要である。そのために本研究ではヘリカルプラズマにおける大規模大域的乱流シミュレーションを行った。得られた乱流場に対する数値診断により、動的な輸送現象で現れる多スケール揺動間の非線形相互作用の物理機構を解明した。さらに運動論的効果を取り込んだモデルの拡張、非軸対称な３次元平衡磁場配位の導入、実験計測を模擬した数値診断手法の開発といった定量性向上のためのシミュレーション要素研究を合わせて行うことで、研究基盤の確立につなげた。

研究成果

• [雑誌論文] Radially Distributed Instabilities and Nonlinear Process to Generate Pressure Variation in a Torus Plasma (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya and M. Yagi
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 12 号: 0 ページ: 1303005-1303005
  • DOI: 10.1585/pfr.12.1303005
  • NAID: 130005494555
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On the origin of steep and localized radial electric field in the transport barrier at plasma edge (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh, S.-I. Itoh, T. Kobayashi, K. Kamiya, T. Ido, T. Tokuzawa, S. Inagaki, N. Kasuya
  • 雑誌名: Contrib. Plasma Phys. 巻: - 号: 6-8 ページ: 522-527
  • DOI: 10.1002/ctpp.201610042
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On the Study of Higher Harmonics of Heat Pulse Propagation in the Modulated-Heating Experiments (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Itoh, S.-I. Itoh, S. Inagaki, N. Kasuya, A. Fujisawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 85 号: 1 ページ: 0145011-6
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.014501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation study of hysteresis in the gradient-flux relation in toroidal plasma turbulence (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Sugita, S. Inagaki, K. Itoh, M. Yagi, and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 巻: 57 号: 4 ページ: 044010-044010
  • DOI: 10.1088/0741-3335/57/4/044010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Ion-Temperature-Gradient Instabilities Using a Gyro-Fluid Model in Cylindrical Plasmas (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Hattori, N. Kasuya, M. Yagi
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 10 号: 0 ページ: 3401060-3401060
  • DOI: 10.1585/pfr.10.3401060
  • NAID: 130005302922
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Ion-Temperature-Gradient Instabilities Using a Gyro - Fluid Model in Cylindrical Plasmas (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Hattori, N. Kasuya, and M. Yagi
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 10
  • NAID: 130005302922
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On violation of local closure of transport relation in high-temperature magnetized plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, Satoru Sugita, Shigeru Inagaki, Kimitaka Itoh, et al.
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 21 号: 11 ページ: 110701-110701
  • DOI: 10.1063/1.4902102
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Study of Non-linear Coupling of Fluctuations at Long Distance in LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki, T. Tokuzawa, T. Kobayashi, S.-I. Itoh, K. Itoh, K. Ida, A. Fujisawa, S. Kubo, T. Shimozuma, N. Tamura, N. Kasuya, H. Tsuchiya, Y. Nagayama and the LHD Experiment Group,
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 54 号: 11 ページ: 1140141-6
  • DOI: 10.1088/0029-5515/54/11/114014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of Spatial Variation of Nonlinear Energy Transfer by Use of Turbulence Diagnostic Simulator (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Sugita, M. Sasaki, S. Inagaki, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 2403070-2403070
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2403070
  • NAID: 130005073255
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] How is turbulence intensity determined by macroscopic variables in a toroidal plasma? (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki, T. Tokuzawa, N. Tamura, S.-I. Itoh, T. Kobayashi, K. Ida, T. Shimozuma, S. Kubo, K. Tanaka, T. Ido, A. Shimizu, H. Tsuchiya, N. Kasuya, Y. Nagayama, K. Kawahata, S. Sudo, H. Yamada, A. Fujisawa, K. Itoh and the LHD Experiment Group
  • 雑誌名: Nucl. Fusion 巻: 53 号: 11 ページ: 1130061-9
  • DOI: 10.1088/0029-5515/53/11/113006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Higher Harmonics in a Perturbative Transport Experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki, S.-I. Itoh, K. Itoh, N.. Kasuya, T. Kobayashi, A. Fujisawa, T. Tokuzawa, K. Ida, S. Kubo, T. Shimozuma, et. al.
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 1202173-1202173
  • DOI: 10.1585/pfr.8.1202173
  • NAID: 130003392935
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Spatial Variation of Nonlinear Energy Transfer by Use of Turbulence Diagnostic Simulator (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Sugita, M. Sasaki, S. Inagaki, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: 8
  • NAID: 130005073255
  • 査読あり
• [雑誌論文] 計測シミュレータと乱流計測の今後 (2012)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，井戸毅，清水昭博
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 88 ページ: 322-325
  • NAID: 10031089176
• [学会発表] ヘリカルプラズマにおける不安定性の径方向分布と圧力変動伝播の非線形過程 (2017)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，矢木雅敏
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府吹田市)
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 3次元磁場配位における乱流輸送に関する数値診断シミュレーション (2017)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，矢木雅敏，沼波政倫，佐藤雅彦，河津賢太朗，仙頭寛輝
  • 学会等名: 第6回IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: ビジョンセンター東京(東京都中央区)
  • 年月日: 2017-01-10
• [学会発表] 実験との比較のための乱流計測シミュレーション (2016)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，沼波政倫
  • 学会等名: 第14回統合コード研究会
  • 発表場所: 九州大学(福岡県春日市)
  • 年月日: 2016-12-07
• [学会発表] Response of drift-interchange instability and radial propagation of pressure modulation in a helical plasma (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya and M. Yagi
  • 学会等名: Joint JIFT workshop on Extended MHD and MHD simulations for magnetized plasmas and Theory and simulation of 3D physics in toroidal plasmas
  • 発表場所: 京都大学(京都府京都市)
  • 年月日: 2016-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] Numerical Diagnostics of Turbulent Transport in Three-Dimensional Magnetic Configurations (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, M. Nunami and M. Yagi
  • 学会等名: 26th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都府京都市)
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] 3次元磁場配位と乱流シミュレーションデータ解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，沼波政倫，阿部哲
  • 学会等名: プラズマシミュレーションシンポジウム2016
  • 発表場所: 核融合科学研究所(岐阜県土岐市)
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] トーラスプラズマにおける磁気軸位置振動を伴う圧力分布形成の非線形過程 (2016)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，矢木雅敏
  • 学会等名: 第11回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 九州大学(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2016-07-14
• [学会発表] シミュレーションデータを用いたヘリカルプラズマの揺動分布診断研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、河津賢太朗、沼波政倫、伊藤公孝、伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] トロイダルプラズマにおける乱流シミュレーションと3次元揺動分布の数値診断 (2016)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、河津賢太朗、仙頭寛輝、沼波政倫、佐藤雅彦
  • 学会等名: 第4回IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: 東京都港区
  • 年月日: 2016-01-14
• [学会発表] トロイダルプラズマにおける乱流と計測に関するシミュレーション研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、河津賢太朗、沼波政倫、稲垣滋、伊藤公孝、伊藤早苗
  • 学会等名: 第13回統合コード研究会
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2015-12-10
• [学会発表] トロイダルプラズマにおける3次元揺動分布の数値診断シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏、河津賢太朗、仙頭寛輝、稲垣滋、沼波政倫、佐藤雅彦、福山淳、伊藤公孝、伊藤早苗
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第32回年会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2015-11-24
• [学会発表] Analysis of 2-Dimensional Transport Mechanism in a Toroidal Plasma Turbulence Simulation (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Inagaki, K. Itoh, M. Yagi, S.-I. Itoh
  • 学会等名: 15th Int. Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers
  • 発表場所: Garching, Germany
  • 年月日: 2015-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] トロイダルプラズマにおける乱流輸送の動的な応答のシュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，稲垣滋，伊藤公孝，矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府吹田市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] シミュレーションデータと乱流構造の診断 (2015)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，稲垣滋，伊藤公孝， 矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: Plasma Simulator Symposium 2015
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2015-09-03
• [学会発表] Electromagnetic Effect on Non-Diffusive Transport in Turbulence Simulation of a Toroidal Plasma (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Inagaki, K. Itoh, M. Yagi, S.-I. Itoh
  • 学会等名: 5th APTWG International Workshop
  • 発表場所: 中国大連
  • 年月日: 2015-06-09
  • 国際学会
• [学会発表] 核融合プラズマの非線形応答と乱流輸送シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏
  • 学会等名: RIAM Forum
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2015-06-04
• [学会発表] 直線装置におけるジャイロ流体モデルを用いたイオン温度勾配不安定性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 服部元隆, 糟谷直宏, 矢木雅敏
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 乱流輸送のヒステリシス応答に関するシミュレーション研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，佐々木真，稲垣滋，伊藤公孝， 矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: 第4回IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: 東京都港区
  • 年月日: 2015-02-19 – 2015-02-20
• [学会発表] ソース変調に対するヒステリシス応答に関するシミュレーション研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，佐々木真，稲垣滋，伊藤公孝， 矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: 第12回統合コード研究会
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [学会発表] Analysis of Ion-Temperature-Gradient Instabilities by Using a Gyro-Fluid Model in Cylindrical Plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部元隆, 糟谷直宏, 矢木雅敏
  • 学会等名: 第12回統合コード研究会
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [学会発表] Non-equilibrium and extreme state -Development and application of numerical diagnostic tools for plasma turbulence- (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, K. Kawadu, H. Sento, S. Inagaki, A. Fukuyama, K. Itoh, S.-I. Itoh
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 新潟県新潟市
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Finite Larmor Radius Effect on Ion-Temperature-Gradient Instabilities in Cylindrical Plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Hattori, N. Kasuya, M. Yagi
  • 学会等名: International Toki Conference 24
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] Numerical Diagnostics of Non-Diffusive Transport Process by Use of Turbulence Diagnostic Simulator (2014)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kasuya, Makoto Sasaki, Shigeru Inagaki, Kimitaka Itoh, Masatoshi Yagi, Sanae-I. Itoh
  • 学会等名: 25th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-17
• [学会発表] Simulation Study of Hysteresis in the Flux-Gradient Relation in Turbulent Transport, (2014)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kasuya, Satoru Sugita, Shigeru Inagaki, Kimitaka Itoh, Masatoshi Yagi, Sanae-I. Itoh
  • 学会等名: 17th International Congress on Plasma Physics
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] ソース変調を加えた乱流シミュレーションによる動的な 乱流応答過程の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 糟谷 直宏, 杉田暁, 稲垣 滋, 伊藤公孝, 矢木雅敏, 伊藤 早苗
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2014
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] 円筒プラズマにおけるイオン温度勾配不安定性に対する有限ラーマ半径効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部元隆, 糟谷直宏, 矢木雅敏
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2014
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] Hysteresis and Nonlinearly Excited Mode Structures in Turbulence Simulation of a Toroidal Plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kasuya, Makoto Sasaki, Shigeru Inagaki, Kimitaka Itoh, Masatoshi Yagi, Sanae-I. Itoh
  • 学会等名: 4th APTWG International Workshop
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2014-06-10 – 2014-06-13
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いた非拡散輸送過程の数値診断 (2014)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，佐々木真，稲垣滋，伊藤公孝，矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: 第3回IFERC-CSC研究会
  • 発表場所: 東京都港区
• [学会発表] シミュレーションデータを用いたプラズマ乱流の時空間解析法の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，佐々木真，稲垣滋，伊藤公孝，矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: プラズマ乱流データ解析研究会
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [学会発表] プラズマ乱流と計測のシミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏
  • 学会等名: RIAMフォーラム
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [学会発表] Numerical Simulation of Plasma Turbulence and Diagnostics: Nonlinear Response to Source Modulation (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Sugita, M. Sasaki, S. Inagaki, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 学会等名: 7th Festival de Theorie
  • 発表場所: Aix-en-Provence, France
• [学会発表] ソース変調を加えた乱流シミュレーションによる動的な乱流応答過程の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，杉田暁，稲垣滋，伊藤公孝，矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム2013
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
• [学会発表] ソース変調を加えた乱流シミュレーションによる動的な乱流応答過程の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，杉田暁，稲垣滋，伊藤公孝，矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島県徳島市
• [学会発表] Identification of Dynamical Response Mechanism in a Turbulent Simulation with Source Modulation (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Sugita, S. Inagaki, M. Sasaki, M. Yagi, K. Itoh and S.-I. Itoh
  • 学会等名: H-mode Workshop
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いた非拡散輸送過程の数値診断 (2013)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，佐々木真，稲垣滋，伊藤公孝，矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第30回年会
  • 発表場所: 東京都目黒区
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いた非拡散輸送過程の数値診断 (2013)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏，佐々木真，稲垣滋，伊藤公孝，矢木雅敏，伊藤早苗
  • 学会等名: 第11回統合コード研究会
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [学会発表] シミュレーションデータを用いたプラズマ乱流の時空間構造解析法の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏, 佐々木真, 三輪祐大, 杉田暁, 稲垣滋, 矢木雅敏, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: プラズマ乱流データ解析研究会
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いたソース変調に対するプラズマの非局所応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏, 杉田暁, 佐々木真, 三輪祐大, 稲垣滋, 矢木雅敏, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: プラズマシミュレータシンポジウム 2012
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いたソース変調に対するプラズマの非局所応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏, 杉田暁, 稲垣滋, 矢木雅敏, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
• [学会発表] Numerical Diagnostics and Identification of Fluctuation Structure by Use of Turbulence Diagnostic Simulator (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Kasuya, S. Sugita, M. Sasaki, Y. Miwa, S. Inagaki, M. Yagi, K. Itoh, S.-I. Itoh
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いた数値計測模擬と揺動構造の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏, 杉田暁, 佐々木真, 稲垣滋, 矢木雅敏, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: 第29回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [学会発表] 乱流計測シミュレータを用いたプラズマ乱流構造の数値計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 糟谷直宏, 矢木雅敏, 伊藤公孝, 伊藤早苗
  • 学会等名: 総理工セミナ
  • 発表場所: 東京都港区