| 研究課題/領域番号 |
16K18342
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
瀬戸 春樹 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所核融合研究所 核融合炉システム研究開発部, 研究員(任常) (90733692)
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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 | 非線形シミュレーション / 簡約化MHDモデル / 周辺局在化モード / L/H遷移 |
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| 研究実績の概要 |
トロイダル軸対称モードの流れ（対流胞）と電磁場の発展を整合よく取り扱うためにBOUT＋＋コードに導入した数値手法の検証のための勾配駆動型簡約化MHDモデルによる円形断面平衡のペデスタル崩壊シミュレーションとL/H遷移シミュレーションに向けた熱源駆動型簡約化MHDコードの整備を前年度から継続して行った。
ペデスタル崩壊シミュレーションに関しては、ペデスタル崩壊後に非線形的に生成される対流胞と抵抗性バルーニングモード乱流の相互作用に着目して解析を実施した。非線形フェーズの初期では、強いシア構造を持つ対流胞による圧力揺動フィラメントの径方向伝播の抑制と対流輸送による圧力分布の部分的な復元から放出エネルギーレベルが減少する。一方で、非線形フェーズの後期では、二次的な不安定性が準線形的に励起されることにより、圧力分布の二次的崩壊が引き起こされる描像が得られた。また、二次的な不安定性の励起以降に、圧力勾配から駆動される減衰振動が圧力勾配、対流胞シア、乱流強度間で確認された。以上の成果を論文としてPhysic of Plasma誌から出版した。
一方で、ペデスタル崩壊シミュレーションの成果の論文化に向けた長時間計算と解析に想定以上の時間を要したため、熱源駆動型簡約化MHDモデル開発に関しては、2018年度内のL/H遷移シミュレーションの実現には至らなかった。しかしながら、L/H遷移の再現に必要となる対流胞と乱流の自己無撞着な相互作用が改良したBOUT＋＋コードで得られることをペデスタル崩壊シミュレーションで確認できたため、L/H遷移シミュレーションに向けた見通しが得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
ペデスタル崩壊シミュレーションにおける対流胞の生成と圧力勾配、対流胞シア、乱流強度間の減衰振動から、L/H遷移の再現に必要となる対流胞と乱流の自己無撞着な相互作用がBOUT＋＋コードの計算系で得られていることが確認できたため、L/H遷移シミュレーションに向けた見通しが得られた。一方で、上記の成果を得るために当初の想定以上の時間を要し、2018年度内のL/H遷移シミュレーションの実現には至らなかったため、補助事業期間の延長を行なった。
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| 今後の研究の推進方策 |
勾配駆動型簡約化MHDモデルによるペデスタル崩壊シミュレーションを通して対流胞を整合良く取り扱う手法（ポアソンソルバー）のダイバータ配位への拡張を行う。平行して、熱源駆動型簡約化MHDモデルによるL/H遷移シミュレーションのプロダクションランを円形断面平衡で実施し、L/H遷移における対流胞、圧力勾配、MHD乱流の構造形成の解析を行う。ポアソンソルバーの拡張の進捗を考慮しながら、ダイバータ配位におけるL/H遷移シミュレーションの検討を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2017年度にIFERC-CSC Selene計算機の計算資源が無償で利用できたため、当初計画で計算資源購入のために計上した予算の一部に未執行分が生じた。2019年度は業務遂行に必要な計算資源はIFERC-CSC JFRS-1計算機の資源が利用できるため、次年度使用額に関しては論文投稿料と研究打ち合わせのための旅費に使用する。
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