| 研究課題/領域番号 |
16K17844
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
今寺 賢志 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (90607839)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 磁場閉じ込め核融合プラズマ / ジャイロ運動論 / 大域的モデル / 捕捉電子モード |
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| 研究実績の概要 |
本研究期間において得られた成果は以下の3点である。
(A)大規模疎行列ソルバーの改良：運動論的電子を実装した際に、準中性条件を差分化して得られる行列を解く収束性が悪化することから、不完全コレスキー分解を前処理としたソルバーを用いることで、収束効率の改善を行った。
(B)HL-2Aプラズマを対象としたイオン温度勾配/捕捉電子モード不安定性の線形解析：運動論的電子モデルを実装した線形コードを用いて、HL-2Aプラズマを対象とした線形イオン温度勾配不安定性、ならびに電子捕捉モード不安定性の初期値解析を行った結果、従来のイオン温度勾配モードや捕捉電子モードと異なる低周波数モードが現れることを新たに見出した。固有値コードと併せて詳細なパラメータスキャンを行った結果、密度勾配が急峻な場合に不安定化することが確認され、粒子ピンチを引き起こすことから、密度ピーキングの要因となり得ることがわかった。
(C)熱源駆動型電子捕捉モード乱流の解析：運動論的電子モデルを実装した非線形コードを用いて、熱源駆動型捕捉電子モード乱流の解析を行った結果、断熱的電子モデルのケースと比較して、径電場が高波数化することが確認された。断熱電子モデルの場合、一般に階段状の温度勾配とバランスする形で径電場が形成されるが、運動論的電子モデルでは、新たに生じる粒子輸送に由来した密度勾配によって径電場が形成されたものと考えられ、異なる物理メカニズムが支配的となることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
従来の計画で2017年度に設定した目標は、(1)熱源駆動型イオン温度勾配乱流における内部輸送障壁の形成に関する論文の執筆、(2)大規模疎行列ソルバーの改良、(3)熱源駆動型捕捉電子モード乱流に関するシミュレーションであった。 (2)、(3)については【研究実績の概要】の(A)、(C)で記載したように、予定通りに推移している。(1)については執筆に着手はしているが、まだ投稿前段階であり、平成30年度前期に完了させる予定である。
以上の結果から、概ね順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在のコードは速度空間1次元に領域分割を割り当てているために、実空間3次元の準中性条件を解く際にその方向に割り当てたコアが有効に利用されていない状態となっている。したがって、領域分割を実空間3次元に変更することで、準中性条件における並列化効率の更なる向上を目指す。
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