1998 年度実績報告書

秩序/無秩序の科学を解明するシミュレーション技法と表現法の国際共同研究

研究課題

研究課題/領域番号	10044105
研究種目	国際学術研究
応募区分	共同研究
研究機関	核融合科学研究所
研究代表者	佐藤哲也核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 教授 (80025395)
研究分担者	米沢富美子慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10027344) 渡邉國彦核融合科学研究所, 計算機センター, 教授 (40220876) 堀内利得核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 教授 (00229220) 林隆也核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 教授 (60156445) 木田重雄核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 教授 (70093234)
キーワード	自己組織化 / 秩序・形成 / 計算機シミュレーション / 複雑性 / 表現法 / エントロピー / バーチャルリアリティ / 音響表現
研究概要	本年度は、バーチャルリアリティ用のグラフィックワークステーションを最新鋭のものに強化し、シミュレーション結果を表す表現法の国際共同開発研究を行うとともに、秩序/無秩序の科学を解明するためのシミュレーション技法の開発に取り組んだ。得られた具体的研究成果は、1)従来の3面スクリーンによるバーチャルリアリティに対して、4面スクリーンによるバーチャルリアリティに改良することに成功した。この改良されたバーチャルリアリティ装置を活用することによって、2)ダイナモ作用による双極子磁場構造形成のシミュレーションにおいて、双極子磁場が形成された後、長時間にわたって磁場構造は安定な形状を保つが、中心部で与えられた熱エネルギーが運動エネルギーに変換・備蓄され、突然の磁場反転という構造変換を起こし、更にこれが間欠的に起きるという自己組織化仮説に完全に符合する結果を得た。この間欠的構造変換の際に磁気リコネクションによる熱すなわち無秩序因子が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。3)電子電流の流入をエネルギー源としたダブルレイヤの構造形成過程において、空間に依存した分布関数の微視的乱れが構造の形成・維持機構に重要な役割を果たしていることが明らかになってきた。これらの他に、シミュレーション技法としては、秩序構造形成による熱輸送効果を解明するためのシミュレーションモデルの構築、核融合プラズマの周辺部における熱障壁を解明するためのシミュレーションモデルの構築、表現法としては、シミュレーション結果をマクロに捉えるための音響表現法、更にこの音響表現をバーチャルリアリティと組み合わせて視聴覚的に総合的に表現する表現法などの国際共同開発を開始した。

研究成果

(16件)

すべてその他

すべて文献書誌 (16件)

[文献書誌] Y.Todo et al.: "A Particle Algorithm for Linear Kinetic Analysis in Tokamak Plasma" J.Comp.Phys.141・1. 37-45 (1998)
[文献書誌] S.Fujiwara et al.: "Molecular Dynamics Simulation of Structural Formation of Short Polymer Chains" Phys.Rev.Lett.80・5. 991-994 (1998)
[文献書誌] Y.Todo et al.: "Particle-magnetohydrodynamic Simulations of the Toroidal Alfven Eigenmode" Phys.Plasmas. 5・5. 1321-1327 (1998)
[文献書誌] S.Bazdenkov et al: "Topological Transformations in Isolated Straight Magnetic Tubes" Astrophys.J.500・2. 966-977 (1998)
[文献書誌] B.Dasgupta et al.: "Relaxed States of a Magnetized Plasma with Minimum Dissipation" Phys.Rev.Lett.81・15. 3144-3147 (1998)
[文献書誌] R.Horiuchi: "Collisionless magnetic reconnection in the presence of external driving flow" J.Plasma Phys.(in press). (1999)
[文献書誌] R.Horiuchi et al.: "Pariticle Simulation of Collisionless Reconnection in Three Dimensions" Plasma Physics and Controlled Fusion. (in press). (1999)
[文献書誌] T.Hayashi et al.: "Self-Organizing Plasmas" Plasma Physics and Controlled Fusion. (in press). (1999)
[文献書誌] Lj.R.Hadzievski et al.: "Simulation of Weak and Strong Langmuir Collapse Regimes" Phys.Lett.A. (in press). (1999)
[文献書誌] T.Hayashi et al.: "Nonlinear Simulations of Internal Reconnection Event in Spherical Tokamak" Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research. (in press). (1999)
[文献書誌] R.Horiuchi et al.: "Kinetic Stabilization of Tilt Disruption in Field-Reversed Configurations" Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Resarch. (in press). (1999)
[文献書誌] Y.Toda et al.: "Kinetic-Magnetohydrodynamic Simulation Study of Fast Ions and Toroidal Alfven Eigenmode" Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Resarch. (in press). (1999)
[文献書誌] T.Sato: "A New Synthetic Approach to Science of Complexity : The MISSION Project at NIFS" Chinese Phys.Lett.(in press).
[文献書誌] R.Horiuchi et al.: "Three-Dimensional Particle Simulation of Collisionless Driven Reconnection" Chinese Phys.Lett.(in press).
[文献書誌] Y.Tomita et al.: "Particle Simulation on Detached Plasma" Chinese Phys.Lett.(in press).
[文献書誌] T.Sato: "Can Plasma Physics take a Leadership in the 21st Century's Science" Physics of Ionized Gases. (in press).

1998 年度 実績報告書

秩序/無秩序の科学を解明するシミュレーション技法と表現法の国際共同研究

研究代表者

佐藤 哲也 核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 教授 (80025395)

研究成果

[文献書誌] Y.Todo et al.: "A Particle Algorithm for Linear Kinetic Analysis in Tokamak Plasma" J.Comp.Phys.141・1. 37-45 (1998)

[文献書誌] S.Fujiwara et al.: "Molecular Dynamics Simulation of Structural Formation of Short Polymer Chains" Phys.Rev.Lett.80・5. 991-994 (1998)

[文献書誌] Y.Todo et al.: "Particle-magnetohydrodynamic Simulations of the Toroidal Alfven Eigenmode" Phys.Plasmas. 5・5. 1321-1327 (1998)

[文献書誌] S.Bazdenkov et al: "Topological Transformations in Isolated Straight Magnetic Tubes" Astrophys.J.500・2. 966-977 (1998)

[文献書誌] B.Dasgupta et al.: "Relaxed States of a Magnetized Plasma with Minimum Dissipation" Phys.Rev.Lett.81・15. 3144-3147 (1998)

[文献書誌] R.Horiuchi: "Collisionless magnetic reconnection in the presence of external driving flow" J.Plasma Phys.(in press). (1999)

[文献書誌] R.Horiuchi et al.: "Pariticle Simulation of Collisionless Reconnection in Three Dimensions" Plasma Physics and Controlled Fusion. (in press). (1999)

[文献書誌] T.Hayashi et al.: "Self-Organizing Plasmas" Plasma Physics and Controlled Fusion. (in press). (1999)

[文献書誌] Lj.R.Hadzievski et al.: "Simulation of Weak and Strong Langmuir Collapse Regimes" Phys.Lett.A. (in press). (1999)

[文献書誌] T.Hayashi et al.: "Nonlinear Simulations of Internal Reconnection Event in Spherical Tokamak" Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research. (in press). (1999)

[文献書誌] R.Horiuchi et al.: "Kinetic Stabilization of Tilt Disruption in Field-Reversed Configurations" Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Resarch. (in press). (1999)

[文献書誌] Y.Toda et al.: "Kinetic-Magnetohydrodynamic Simulation Study of Fast Ions and Toroidal Alfven Eigenmode" Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Resarch. (in press). (1999)

[文献書誌] T.Sato: "A New Synthetic Approach to Science of Complexity : The MISSION Project at NIFS" Chinese Phys.Lett.(in press).

[文献書誌] R.Horiuchi et al.: "Three-Dimensional Particle Simulation of Collisionless Driven Reconnection" Chinese Phys.Lett.(in press).

[文献書誌] Y.Tomita et al.: "Particle Simulation on Detached Plasma" Chinese Phys.Lett.(in press).

[文献書誌] T.Sato: "Can Plasma Physics take a Leadership in the 21st Century's Science" Physics of Ionized Gases. (in press).

1998 年度実績報告書

佐藤哲也核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 教授 (80025395)